Пишний зелений салат процвітає в поживному розчині в резервуарах для вирощування, все це контролюється кількома тихо працюючими датчиками якості води.
В університетській лабораторії провінції Цзянсу партія салату енергійно росте без ґрунту завдяки гідропонній інтелектуальній системі моніторингу, що базується на технології вузькосмугового Інтернету речей. Дослідник Чжан Цзін пояснив, що система використовує кілька датчиків якості води для моніторингу параметрів поживного розчину в режимі реального часу, поєднаних з методами нечіткого керування для автоматичного регулювання якості води відповідно до потреб культури.
Зі зростанням поширення гідропонних технологій ці непомітні датчики якості води відіграють дедалі важливішу роль. Від професійних дослідницьких установ до звичайних домогосподарств, розумні гідропонні системи непомітно трансформують традиційні методи землеробства.
01 Сучасний стан гідропонних технологій
Порівняно з традиційним обробітком ґрунту, гідропоніка забезпечує швидший ріст культур та зменшує проблеми зі шкідниками. Оскільки культури постійно поглинають поживні речовини з поживного розчину, важливо своєчасно та точно контролювати параметри якості води в гідропонному поживному розчині та поповнювати поживні речовини за потреби.
В останні роки, з розвитком сенсорних технологій та зниженням витрат, розумні гідропонні системи почали переходити від дослідницьких установ до звичайних домогосподарств.
Типова розумна гідропонна система зазвичай складається з трьох основних компонентів: датчиків, контролерів та виконавчих механізмів.
Серед них датчики відповідають за збір різних параметрів якості води, слугуючи «очами» та «вухами» системи. Їхня точність та стабільність безпосередньо визначають успіх чи невдачу всієї гідропонної системи.
02 Детальний огляд основних датчиків
Датчики pH
Значення pH має вирішальне значення для росту сільськогосподарських культур у гідропоніці. Як відомо кожному, хто займається аквакультурою, оптимальний діапазон pH для водойм становить від 7,5 до 8,5.
Датчики pH якості води виявляють концентрацію іонів водню у вимірюваних речовинах та перетворюють її у відповідні вихідні сигнали, що використовуються.
Іони H+ у розчині взаємодіють з електродом датчика, створюючи сигнал напруги, величина якої пропорційна концентрації H+. Вимірюючи сигнал напруги, можна отримати відповідне значення pH розчину.
Спеціалізовані датчики pH, розроблені для гідропонного застосування, комерційно доступні, такі як автоматичні гідропонні датчики pH, що підтримують стандартні протоколи зв'язку, з діапазонами вимірювання 0-14,00 pH та роздільною здатністю до 0,01 pH, що дозволяє здійснювати точний моніторинг та керування.
Датчики розчиненого кисню
Розчинений кисень є ключовим фактором для здорового росту коренів у гідропонних культурах. Водойми, не забруднені речовинами, що споживають кисень, підтримують розчинений кисень на рівні насичення.
Датчики розчиненого кисню вимірюють кількість кисню, розчиненого у воді.
Молекули кисню з вимірюваного розчину проникають через селективну мембрану датчика та зазнають відповідних реакцій відновлення або окислення на внутрішньому катоді та аноді, одночасно генеруючи сигнали струму. Величина струму пропорційна концентрації розчиненого кисню.
Професійні датчики розчиненого кисню доступні в різних конструкціях: деякі здатні витримувати суворі умови навколишнього середовища, забезпечуючи при цьому відмінну точність; інші оптимізовані за часом відгуку, придатні для вибіркової перевірки та аналітичних застосувань.
Датчики концентрації іонів
Датчики концентрації іонів є важливим обладнанням для моніторингу складу поживного розчину. Концентрації певних іонів, таких як нітрати, амонію та хлориди, безпосередньо впливають на ріст сільськогосподарських культур.
Наприклад, спеціалізовані датчики іонів амонію можуть вимірювати вміст амонію в природних водах, поверхневих водах, підземних водах та різних сільськогосподарських застосуваннях.
Патент сільськогосподарського університету на датчик концентрації іонів у гідропонному розчині об'єднує іонні електроди, датчики температури та датчики pH, що дозволяє швидко зрозуміти зміни концентрації іонів, коливання температури та зміни pH у гідропонних розчинах.
Датчики електропровідності (EC)
Електропровідність є ключовим показником, що вимірює загальну концентрацію іонів у поживному розчині, безпосередньо відображаючи рівень родючості поживного розчину.
Автоматичні електронні перетворювачі, спеціально розроблені для сільськогосподарського зрошення та гідропоніки, пропонують діапазони вимірювань до 0-4000 мкСм/см, підтримують стандартні вихідні протоколи, здатні підключатися до дозуючих насосів/клапанів та керувати перемикачами насосів/клапанів.
Датчики температури та каламутності
Температура впливає на ріст коренів рослин та метаболічну активність, тоді як каламутність відображає кількість зважених частинок у поживному розчині.
У проектах інтелектуальних гідропонних резервуарів для теплиць розробники можуть використовувати високоточні цифрові модулі датчиків температури та вологості з типовою точністю температури ±0,3 ℃ та роздільною здатністю 0,01 ℃.
Спеціалізовані датчики каламутності можна використовувати з багатопараметричними приладами для контролю рівня каламутності поживних розчинів.
03 Інтегровані програми в інтелектуальних системах
Даних з окремих датчиків часто недостатньо для всебічного відображення всього гідропонного середовища, що робить мультисенсорне об'єднання зростаючою тенденцією в інтелектуальних гідропонних системах.
Багатопараметричні зонди з економічно ефективним дизайном можна легко інтегрувати з системами керування та телеметричними системами, що підходить для довгострокового розгортання.
Дослідницькі групи розробили інтелектуальні системи моніторингу гідропоніки на основі Інтернету речей, які використовують інтерфейси мобільних додатків для моніторингу параметрів навколишнього середовища гідропоніки в режимі реального часу в поєднанні з інтелектуальними методами керування для коригування параметрів якості води в поживному розчині на основі досвіду роботи та потреб культури.
Результати випробувань показують, що коли такі системи регулюють поживні розчини, ключові параметри, такі як pH та електропровідність, можуть підтримувати стабільні задані значення протягом розумних термінів.
04 Технічні виклики та майбутні тенденції
Хоча технологія гідропонних датчиків досягла значного прогресу, залишається кілька проблем. Довготривала стабільність, стійкість до обростання та частота калібрування датчиків є основними проблемами у практичному застосуванні.
Особливо іоноселективні електроди чутливі до перешкод від інших іонів і потребують регулярного калібрування.
Майбутні гідропонні сенсори розвиватимуться в напрямку багатофункціональності, інтелектуальності та зниження вартості.
Передові сенсорні системи вже дозволяють проводити високопродуктивне вимірювання різних параметрів, включаючи хлорофіл, пігменти, флуоресценцію, каламутність тощо.
Тим часом, з розвитком проектів з відкритим кодом, бар'єри для входу на ринок інтелектуальних гідропонних систем знижуються, що дозволяє більшій кількості людей брати участь у цій сільськогосподарській трансформації.
Сьогодні все більше міських жителів починають експериментувати з домашньою гідропонікою. На балконах житлових будинків у різних містах листова зелень енергійно росте в розумних гідропонних резервуарах, що базуються на популярних мікроконтролерних платформах.
«Датчики якості води є основою гідропонних систем — вони як «смакові рецептори» рослин, що підказують нам, які поживні речовини потребують коригування», — описав один ентузіаст.
Постійні прориви в сенсорних технологіях перетворюють точне землеробство з ідеалу на реальність.
Ми також можемо запропонувати різноманітні рішення для
1. Портативний вимірювач для багатопараметричного вимірювання якості води
2. Система плавучих буїв для багатопараметричного контролю якості води
3. Щітка для автоматичного очищення багатопараметричного датчика води
4. Повний комплект серверів та програмного бездротового модуля, підтримує RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN
Для додаткового датчика води інформація,
будь ласка, зв'яжіться з компанією Honde Technology Co., LTD.
Email: info@hondetech.com
Вебсайт компанії:www.hondetechco.com
Тел.: +86-15210548582
Час публікації: 07 листопада 2025 р.