Bujna zelena solata uspeva v hranilni raztopini v gojitvenih rezervoarjih, ki jih nadzoruje več tiho delujočih senzorjev kakovosti vode.
V univerzitetnem laboratoriju v provinci Jiangsu serija solate močno raste brez zemlje, zahvaljujoč hidroponičnemu pametnemu sistemu za spremljanje, ki temelji na ozkopasovni tehnologiji interneta stvari. Raziskovalec Zhang Jing je pojasnil, da sistem uporablja več senzorjev kakovosti vode za spremljanje parametrov hranilne raztopine v realnem času, v kombinaciji z metodami mehkega nadzora za samodejno prilagajanje kakovosti vode glede na potrebe pridelka.
Ker hidroponična tehnologija postaja vse bolj razširjena, ti neopazni senzorji kakovosti vode igrajo vse pomembnejšo vlogo. Od profesionalnih raziskovalnih ustanov do običajnih gospodinjstev pametni hidroponični sistemi tiho spreminjajo tradicionalne načine kmetovanja.
01 Trenutno stanje hidroponske tehnologije
V primerjavi s tradicionalnim gojenjem tal hidroponika omogoča hitrejšo rast pridelkov in zmanjšuje težave s škodljivci. Ker pridelki nenehno absorbirajo hranila iz hranilne raztopine, je bistveno, da se parametri kakovosti vode v hidroponični hranilni raztopini hitro in natančno spremljajo ter po potrebi dopolnjujejo hranila.
V zadnjih letih so se z razvojem senzorske tehnologije in zniževanjem stroškov pametni hidroponski sistemi začeli seliti iz raziskovalnih ustanov v običajna gospodinjstva.
Tipičen pametni hidroponski sistem je običajno sestavljen iz treh glavnih komponent: senzorjev, krmilnikov in aktuatorjev.
Med njimi so senzorji odgovorni za zbiranje različnih parametrov kakovosti vode in služijo kot »oči« in »ušesa« sistema. Njihova natančnost in stabilnost neposredno določata uspeh ali neuspeh celotnega hidroponskega sistema.
02 Podroben pregled osnovnih senzorjev
pH senzorji
pH vrednost je ključnega pomena za rast poljščin v hidroponiki. Kot ve vsak, ki se ukvarja z akvakulturo, je optimalno območje pH za vodna telesa med 7,5 in 8,5.
Senzorji pH kakovosti vode zaznavajo koncentracijo vodikovih ionov v izmerjenih snoveh in jih pretvarjajo v ustrezne uporabne izhodne signale.
Ioni H+ v raztopini interagirajo z elektrodo senzorja in ustvarijo napetostni signal, katerega velikost je sorazmerna s koncentracijo H+. Z merjenjem napetostnega signala je mogoče dobiti ustrezno vrednost pH raztopine.
Komercialno so na voljo specializirani senzorji pH, zasnovani za hidroponsko uporabo, kot so avtomatski hidroponski senzorji pH, ki podpirajo standardne komunikacijske protokole, z merilnimi območji od 0 do 14,00 pH in ločljivostjo do 0,01 pH, kar omogoča natančno spremljanje in nadzor.
Senzorji raztopljenega kisika
Raztopljeni kisik je ključni dejavnik za zdravo rast korenin pri hidroponskih rastlinah. Vodna telesa, ki niso onesnažena s snovmi, ki porabljajo kisik, ohranjajo raztopljeni kisik na ravni nasičenosti.
Senzorji raztopljenega kisika merijo količino kisika, raztopljenega v vodi.
Molekule kisika iz izmerjene raztopine prehajajo skozi selektivno membrano senzorja in se na notranji katodi in anodi podvržejo ustreznim redukcijskim ali oksidacijskim reakcijam, pri čemer hkrati generirajo tokovne signale. Velikost toka je sorazmerna s koncentracijo raztopljenega kisika.
Profesionalni senzorji raztopljenega kisika so na voljo v različnih izvedbah: nekateri so sposobni prenesti zahtevne okoljske pogoje in hkrati zagotavljajo odlično natančnost; drugi pa so optimizirani za odzivni čas, primerni za naključno preverjanje in analitične aplikacije.
Senzorji koncentracije ionov
Senzorji koncentracije ionov so ključna oprema za spremljanje sestave hranilne raztopine. Koncentracije specifičnih ionov, kot so nitrat, amonij in klorid, neposredno vplivajo na rast poljščin.
Na primer, specializirani senzorji amonijevih ionov lahko merijo vsebnost amonija v naravnih vodah, površinskih vodah, podtalnici in različnih kmetijskih aplikacijah.
Patent kmetijske univerze za senzor koncentracije ionov v hidroponični raztopini združuje ionske elektrode, temperaturne senzorje in senzorje pH, kar omogoča hitro razumevanje sprememb koncentracije ionov, temperaturnih nihanj in sprememb pH v hidroponičnih raztopinah.
Senzorji električne prevodnosti (EC)
Električna prevodnost je ključni kazalnik, ki meri skupno koncentracijo ionov v hranilni raztopini in neposredno odraža stopnjo plodnosti hranilne raztopine.
Avtomatski EC oddajniki, posebej zasnovani za namakanje v kmetijstvu in hidroponiko, ponujajo merilna območja do 0–4000 µS/cm, podpirajo standardne izhodne protokole, omogočajo povezavo z dozirnimi črpalkami/ventili in krmiljenje stikal črpalk/ventilov.
Senzorji temperature in motnosti
Temperatura vpliva na rast korenin rastlin in presnovno aktivnost, medtem ko motnost odraža količino suspendiranih delcev v hranilni raztopini.
V projektih pametnih hidroponičnih rezervoarjev v rastlinjakih lahko razvijalci uporabljajo visoko natančne digitalne module senzorjev temperature in vlažnosti s tipično temperaturno natančnostjo ±0,3 ℃ in ločljivostjo 0,01 ℃.
Specializirani senzorji motnosti se lahko uporabljajo z večparametrskimi instrumenti za spremljanje stopnje motnosti hranilnih raztopin.
03 Integrirane aplikacije v pametnih sistemih
Podatki posameznih senzorjev pogosto ne zadostujejo za celovit prikaz celotnega hidroponskega okolja, zaradi česar je večsenzorska fuzija vse večji trend v pametnih hidroponskih sistemih.
Večparametrske sonde s stroškovno učinkovito zasnovo je mogoče enostavno integrirati s krmilnimi sistemi in telemetričnimi sistemi, kar je primerno za dolgoročno uporabo.
Raziskovalne skupine so razvile pametne sisteme za spremljanje hidroponike, ki temeljijo na internetu stvari in uporabljajo vmesnike mobilnih aplikacij za spremljanje hidroponskih okoljskih parametrov v realnem času, v kombinaciji z inteligentnimi metodami nadzora za prilagajanje parametrov kakovosti vode v hranilni raztopini glede na operativne izkušnje in potrebe pridelkov.
Rezultati testov kažejo, da lahko pri uravnavanju hranilnih raztopin takšni sistemi ohranijo stabilne prednastavljene vrednosti ključnih parametrov, kot sta pH in električna prevodnost, v razumnih časovnih okvirih.
04 Tehnični izzivi in prihodnji trendi
Čeprav je tehnologija hidroponičnih senzorjev dosegla znaten napredek, ostaja več izzivov. Dolgoročna stabilnost, sposobnost preprečevanja obraščanja in pogostost kalibracije senzorjev so glavna vprašanja v praktični uporabi.
Še posebej ionsko-selektivne elektrode so dovzetne za motnje drugih ionov in zahtevajo redno kalibracijo.
Prihodnji hidroponski senzorji se bodo razvijali v smeri večfunkcionalnosti, inteligence in zniževanja stroškov.
Napredni senzorski sistemi že omogočajo visokozmogljivo merjenje različnih parametrov, vključno s klorofilom, pigmenti, fluorescenco, motnostjo in drugimi.
Medtem se z razvojem projektov odprte kode ovire za vstop pametnih hidroponičnih sistemov znižujejo, kar omogoča več ljudem sodelovanje v tej kmetijski preobrazbi.
Danes vse več mestnih prebivalcev začenja eksperimentirati z domačo hidroponiko. Na stanovanjskih balkonih v različnih mestih listnata zelenjava bujno raste v pametnih hidroponskih rezervoarjih, ki temeljijo na priljubljenih mikrokrmilniških platformah.
»Senzorji kakovosti vode so jedro hidroponskih sistemov – so kot 'okusne brbončice' rastlin, ki nam sporočajo, katera hranila je treba prilagoditi,« je opisal navdušenec.
Nenehni preboji v senzorski tehnologiji spreminjajo precizno kmetijstvo iz ideala v resničnost.
Ponujamo vam lahko tudi različne rešitve za
1. Ročni merilnik za večparametrsko merjenje kakovosti vode
2. Sistem plavajočih boj za večparametrsko kakovost vode
3. Samodejna čistilna krtača za večparametrski senzor vode
4. Celoten komplet strežnikov in programskega brezžičnega modula, podpira RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN
Za več senzorjev vode informacije,
Prosimo, obrnite se na podjetje Honde Technology Co., LTD.
Email: info@hondetech.com
Spletna stran podjetja:www.hondetechco.com
Tel.: +86-15210548582
Čas objave: 7. november 2025