一種養殖池塘的水質在線監測方法及系統的製作方法

2024-01-23 08:02:15

專利名稱：一種養殖池塘的水質在線監測方法及系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種水質在線監測方法及設備，尤其涉及對於室外養殖池塘的水質在
線監測方法及系統設備。
背景技術：
水質自動監測技術首先是在環境監測領域得到發展和應用，國外這方面起步較早。水質自動監測技術依賴於自動化技術、信息技術和儀表技術的發展，尤其是可以長期、連續在野外條件下工作的在線水化學儀表的發展水平。歐美及日本等國在20世紀70年代已有可攜式水質監測儀出售，但屬於瞬時測定儀。連續多參數水質測定儀是在80年代才開始使用的，由於廣泛應用現代尖端的微電子技術、嵌入式微控制器技術，並做到智能化的數據採集、分析和運算，水質監測完全實現了自動化。目前，世界上已建成的養殖水質自動監控類型較多，既有全自動聯機系統，也有半自動脫機系統，例如澳大利亞GREENSPAN公司，德國GIMAT公司，美國的ISOC、HYDROLAB，日本日立製作所和卡斯米國際株式會社等都生產的在線水質自動監測系統。 我國於1988年設立了第一個水質連續自動監測系統，所用的自動分析儀表基本為進口設備，價格昂貴，且運轉費用高，以後主要用於水利、環保等領域。但隨著現代傳感器技術、自動測量技術、自動控制技術、計算機應用技術的飛速發展，以及相關專用分析軟體的問世和各種通訊網絡的出現，集成一個高效的、綜合性的養殖水質在線自動監測系統，已經不是那麼遙不可及了 。從上世紀80年代後期起，國外進口的工廠化養殖系統和水族館系統中陸續配備了水質自動監控，主要監測溶解氧、酸鹼度和溫度等水質參數，並以監測到的參數控制相關設施。 總體上看，我國目前的水產養殖水質自動監測系統還僅僅應用於工廠化養殖車間的水質在線監測，在室外池塘養殖的應用上還處於空白。而我國目前水產養殖80%以上還是以池塘養殖為主，是我國水產養殖的主要方式，池塘養殖的特點是總體水面大、面積廣，但是單體水面散亂，分布雜亂，多不是集中在一起，且室外養殖池塘的池塘形式、池塘生態也與室內的工廠化養殖車間大不相同。現有的多點連續自動監測設備主要為集中式的工廠化養殖車間設計，基本不能應用於這種室外池塘養殖的情況，如果分開安裝多套，投入成本又太高而不可能，與現有養殖模式的投入產出水平不相符。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種養殖池塘的水質在線監測方法及系統，解決現在室外池塘養殖因為養殖水面大、面積廣、水面零亂和水體形式不同而無法使用現有的水質自動監測系統的缺陷。
技術方案 —種養殖池塘的水質在線監測方法，包括在各池塘的採樣點安裝監測傳感器的步驟，傳感器進行實時檢測的步驟，其特徵是
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在所述安裝監測傳感器的步驟中採用在各標準養殖池塘的採樣點安裝取樣管道，所述取樣管道連接監測傳感器，監測傳感器通過取樣管道對取得的水樣進行檢測；
在傳感器進行實時檢測的步驟後還包括將傳感器的檢測數據實時傳送的步驟及檢測數據實時接收並分析的步驟。 進一步，在所述安裝監測傳感器的步驟中將監測傳感器集中安裝於監測中繼站
內，在中繼站內進行通過傳感器對水質的在線實時檢測。 所述所有採樣點的取樣管道連接一個監測傳感器。 進一步，所述各池塘的採樣點分散設置多個，分別連接有取樣管道。 進一步，所述各池塘的採樣點只設置一個代表採樣點並連接取樣管道。 所述各池塘的一個代表採樣點選取在位於距離池塘寬度兩邊任一側至少3米以
上，深度在距離水底深度為大於等於池塘最大深度的80%的池塘底部以上40釐米，上下偏
移範圍為士10釐米。 進一步，所述傳感器的檢測數據實時傳送的步驟中數據傳送採用有線方式連接至監控中心。 進一步，所述傳感器的檢測數據實時傳送的步驟中數據傳送採用無線方式與監控中心連接。 —種養殖池塘的水質在線監測系統，包括水質監測傳感器，其特徵是還包括與各標準養殖池塘設置的採樣點相連接的取樣管道裝置，所述取樣管道裝置與水質監測傳感器相連，水質監測傳感器連接控制裝置和實時數據收集傳送裝置，所述實時數據收集傳送裝置連接監控中心的檢測數據實時接收和分析裝置，所述水質監測傳感器和控制裝置及實時數據收集傳送裝置安裝於設置在池塘間的監測中繼站內。 所述各池塘採樣點取樣管道裝置為每個池塘選取一個代表採樣點，安裝取樣管道裝置。 有益效果 本發明通過在分散的各室外池塘內選取最能代表水質情況的採樣點進行取樣，並通過取樣管道輸送至設置在各池塘間的監測中繼站內安裝的監測傳感器內，對水質的檢測和實時數據傳送進行集中檢測和集中管理，然後再傳送至監控中心，既利用池塘的特性實現了對養殖水質進行連續自動在線監測的目的，實踐中能及時掌握養殖水質情況進行對應操作，又利用池塘的特性和集中控制節省了監測設備的成本，利於水質自動監測設備在室外池塘養殖方面的推廣。


圖1為本發明系統示意圖。 其中1-養殖池塘，2-取樣管道裝置，3-水質監測傳感器，4-控制裝置，5-實時數據收集傳送裝置，6-檢測數據實時接收和分析裝置，7-監測中繼站。
具體實施例方式
下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。 針對國內的室外養殖池塘水面大、面積廣、單體標準養殖池塘水面散亂、分布雜的特性，採用養殖池塘水體的水質在線監測方法，包括在各標準養殖池塘的採樣點安裝監測傳感器的步驟，傳感器進行實時檢測的步驟，在所述安裝監測傳感器的步驟中採用在各池塘的採樣點安裝取樣管道，所述取樣管道連接監測傳感器，監測傳感器通過取樣管道取得的水樣進行檢測；在傳感器進行實時檢測的步驟後還包括將傳感器的檢測數據實時傳送的步驟及檢測數據實時接收並分析的步驟。 在所述安裝監測傳感器的步驟中將監測傳感器集中安裝於監測中繼站內，在中繼站內進行通過傳感器對水質的在線實時檢測。 可以將所有採樣點的取樣管道連接至一個監測傳感器，並通過控制裝置控制採樣。現在監測水質的精密傳感器多為進口設備，成本較高，因此採用一個可以降低成本。
所述各池塘的採樣點可以設置多個，並分別連接有取樣管道，進行分散均勻採樣。
實踐中，採樣點的選擇對於水質檢測的結果影響很大，因為室外池塘的水體與室內工廠化的水體不同，室內的水體因為環境的原因，基本為均勻水體，就是水體的溶解氧、酸鹼度和溫度等水質參數比較均勻，檢測點的選擇較隨意，而室外養殖池塘的環境處於時時地變化中，且容易分布不均勻，即池塘水體內部的水質參數點點不同，因此對於池塘的水質檢測，採樣點的選擇非常關鍵。 選取多點採樣能得到比較均勻且能從總體反映池塘水質的檢測結果，但是因為養殖池塘多是設置成好多個體池塘組成的整體養殖池塘群，如果每個個體池塘都選取多個採樣點，勢必造成取樣管道和監測傳感器需求數量上的成倍增長。即雖然達到了精確監測水質的效果，但是成本太高也很難具有實際的使用意義。 在完成對多個池塘多次的測試和分析後，找到了一個基本能反映池塘整體水體的水質情況的具有代表性的採樣點，並連接取樣管道。如此既可以得到準確的水質情況又能大大降低設備的成本。 上述的各池塘的一個代表性的採樣點需選取在位於距離池塘寬度兩邊任一側至少3米以上，深度在距離水底深度為大於等於池塘最大深度的80%的池塘底部以上40釐米，上下偏移範圍為士10釐米。 一般現在的室外標準養殖池塘以長方形為主，底部高低不平，但總體是中間最深，至邊上逐漸變淺，上述選擇的代表採樣點需要在整體深度為池塘最大深度的80 %以上的池塘底的上部。 所述傳感器的檢測數據實時傳送的步驟中數據傳送可採用有線或無線方式連接至監控中心。有線可以直接採用總線形式，無線的方案現在也有很多選擇。
如附圖所示，按照以上方法組成的養殖池塘的水質在線監測系統，包括水質監測傳感器3，還包括在各標準養殖池塘1設置的採樣點取樣管道裝置2，所述取樣管道裝置2連接水質監測傳感器3的入水口，水質監測傳感器3連接控制裝置4和實時數據收集傳送裝置5，所述實時數據收集傳送裝置5連接監控中心的檢測數據實時接收和分析裝置6，所述水質監測傳感器3和控制裝置4及實時數據收集傳送裝置5安裝於設置在池塘1間的監測中繼站7內。在各標準單體養殖池塘少時，可使用一個集中的監測中繼站7，內安裝一個水質監測傳感器3 ;在池塘水體群較大時，也可分片使用幾個集中的監測中繼站7，內安裝水質監測傳感器3和控制裝置4，與監控中心形成分布式控制系統。 所述各池塘採樣點取樣管道裝置為每個池塘選取一個代表採樣點，安裝取樣管道裝置2。
權利要求
一種養殖池塘的水質在線監測方法，包括在各池塘的採樣點安裝監測傳感器的步驟，傳感器進行實時檢測的步驟，其特徵是在所述安裝監測傳感器的步驟中採用在各標準養殖池塘的採樣點安裝取樣管道，所述取樣管道連接監測傳感器，監測傳感器通過取樣管道對取得的水樣進行檢測；在傳感器進行實時檢測的步驟後還包括將傳感器的檢測數據實時傳送的步驟及檢測數據實時接收並分析的步驟。
2. 如權利要求1所述的養殖池塘的水質在線監測方法，其特徵是在所述安裝監測傳 感器的步驟中將監測傳感器集中安裝於監測中繼站內，在中繼站內進行通過傳感器對水質 的在線實時檢測。
3. 如權利要求1或2所述的養殖池塘的水質在線監測方法，其特徵是所有所述採樣 點的取樣管道連接一個監測傳感器。
4. 如權利要求1所述的養殖池塘的水質在線監測方法，其特徵是所述各池塘的採樣 點分散設置多個，分別連接有取樣管道。
5. 如權利要求1所述的養殖池塘的水質在線監測方法，其特徵是所述各池塘的採樣 點只設置一個代表採樣點並連接取樣管道。
6. 如權利要求5所述的養殖池塘的水質在線監測方法，其特徵是所述各池塘的一個 代表採樣點選取在位於距離池塘寬度兩邊任一側至少3米以上，深度在距離水底深度為大於等於池塘最大深度的80%的池塘底部以上40釐米，上下偏移範圍為±10釐米。
7. 如權利要求1所述的養殖池塘的水質在線監測方法，其特徵是所述傳感器的檢測數據實時傳送的步驟中，數據傳送採用有線方式連接至監控中心。
8. 如權利要求1所述的養殖池塘的水質在線監測方法，其特徵是所述傳感器的檢測 數據實時傳送的步驟中，數據傳送採用無線方式與監控中心連接。
9. 一種實現如權利要求1所述方法的養殖池塘的水質在線監測系統，包括水質監測傳感器，其特徵是還包括與各標準養殖池塘設置的採樣點相連接的取樣管道裝置，所述取 樣管道裝置與水質監測傳感器相連，水質監測傳感器連接控制裝置和實時數據收集傳送裝 置，所述實時數據收集傳送裝置連接監控中心的檢測數據實時接收和分析裝置，所述水質 監測傳感器和控制裝置及實時數據收集傳送裝置安裝於設置在池塘間的監測中繼站內。
10. 如權利要求9所述的養殖池塘的水質在線監測系統，其特徵是所述各池塘採樣點 取樣管道裝置為每個池塘選取一個代表採樣點，安裝取樣管道裝置。
全文摘要
本發明涉及一種養殖池塘的水質在線監測方法和系統，屬於池塘養殖領域。一種養殖池塘的水質在線監測方法，包括在各池塘的採樣點安裝監測傳感器的步驟，傳感器進行實時檢測的步驟，在所述安裝監測傳感器的步驟中採用在各池塘的採樣點安裝取樣管道，所述取樣管道連接監測傳感器，監測傳感器通過取樣管道取得的水樣進行檢測；在傳感器進行實時檢測的步驟後還包括將傳感器的檢測數據實時傳送的步驟及檢測數據實時接收並分析的步驟。應用上述方法的水質在線監測系統包括與各池塘採樣點連接的取樣管道裝置，取樣管道裝置與水質監測傳感器相連，傳感器連接控制裝置和實時數據收集傳送裝置，數據收集傳送裝置連接監控中心的數據實時接收和分析裝置。
文檔編號G01N33/18GK101706493SQ20091019876
公開日2010年5月12日 申請日期2009年11月13日 優先權日2009年11月13日
發明者劉世晶, 湯濤林, 王鵬祥, 苗雷, 陳軍 申請人:中國水產科學研究院漁業機械儀器研究所