CN106814036B - 一种养殖池塘底质快速检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种养殖池塘底质快速检测系统，属于养殖水质控制技术领域。检测系统包括：探头、浮标、线缆、WIFI天线、太阳能电池，浮标漂浮在池塘表面，探头沉入池底，浮标与探头之间用线缆连接。浮标由两个圆台组成，内部安装控制器、空气泵、电磁阀组、光谱仪和电源装置，浮标顶部安装太阳能电池，顶部中心安装WIFI天线。空气流搅动水体，探头采集底质附近的水体的光谱数据、溶解氧浓度、PH值、氨氮值数据，饲养员巡塘的时候使用手机连接浮标的WIFI通信系统,接收养殖池塘底质快速检测系统的数据。本发明能及时发现底质存在的问题，为调整水质提供数据支持。
Description
技术领域
本发明属于水产养殖技术领域，特别涉及一种养殖池塘底质快速检测系统。
背景技术
养鱼先养水，清水难活鱼。我国的多数池塘养殖采取传统养殖方式，养殖过程中往往需要投入大量的饲料、肥料。这些物质大部分通过鱼虾粪便、残饵的形式沉积到池塘底部形成底质，由于底质中的有机物质分解过程中需要大量的氧气，从而使池塘底部产生缺氧和厌氧环境，严重影响鱼类的生长；与此同时，底质中含有的大量氮磷等营养元素无法再回到池塘水体中形成初级生产力，造成资源浪费。近年来，随着水产养殖污染和水资源浪费等问题的社会影响越来越大，人们对池塘养殖底质和水质调控问题越来越关心，底质管理技术已被国内外许多学者认定为是未来提升池塘养殖效果的突破口。
目前，国内外对池塘养殖水体底泥的处理方法主要有机械清淤、微生物改良、化学药物调剂等。机械清淤主要是利用水力挖塘机组等清除水体底部的淤泥，该方法无法做到对底泥中营养物质的再利用；微生物方法虽然提高了底泥中富营养物质的资源化利用，但由于无法控制微生物的生长条件，其效果无法稳定；化学方法虽然见效快，但容易造成化学品残留，存在的问题很多，无法从根本上解决问题。解决底质问题需要实时检测底质，底质检测数据为底质处理，进一步达到水质的调控的目的的依据。
发明内容
本发明的目的是提供一种养殖池塘底质快速检测系统，及时发现底质存在的问题，为调控水质提供数据支持。
本发明的技术方案是，一种养殖池塘底质快速检测系统包括探头、浮标、线缆（控制线、空气管道、光纤和凯夫拉绳）、WIFI天线、太阳能电池，浮标漂浮在池塘表面，探头沉入池底，探头尖角插入池底，浮标与探头之间用线缆（控制线、空气管道、光纤和凯夫拉绳）连接。探头包括光谱仪光纤探头、传感器组（溶解氧传感器、PH值、氨氮值）、摄像装置、颗粒状底质、导光板、全光谱光源和方向可调的喷嘴，方向可调的喷嘴安装在探头外壳的下部，经过空气管道连接浮标中的空气泵，光谱仪探头、摄像装置、传感器组（溶解氧传感器、PH值、氨氮值）安装在探头外壳的上部，与全光谱光源相向安装。浮标由两个圆台组成，内部安装控制器、空气泵、电磁阀组、光谱仪和电源装置，浮标顶部安装太阳能电池，顶部中心安装WIFI天线，饲养员巡塘的时候使用手机连接浮标的WIFI通信系统,接收养殖池塘底质快速检测系统的数据，也可以使用WIFI信号增强器和WIFI路由器设备将多个养殖池塘底质快速检测系统组成局域网后，再连接广域网，实现底质信息远程采集。
控制器启动传感器组（溶解氧传感器、PH值、氨氮值）开始采集池底的溶解氧、PH值、氨氮值的浓度；控制器开始打开全光谱光源，导光板使全光谱光源的光强均匀，摄像装置采集颗粒状底质的图像；控制器启动开始光谱仪采集池水吸收光谱；
控制器启动空气泵产生空气流，控制器控制电磁阀组的开关，方向可调的喷嘴上下左右摆动，从方向可调的喷嘴喷出的空气流将底质搅动；
控制器关闭空气泵、电磁阀组和喷嘴上下左右的摆动，颗粒状底质下沉，底质和池水形成悬浊液；
控制器的图像处理软件根据颗粒状底质的轮廓、颜色和纹理判断底质的成份；
控制器的光谱反演软件分析悬浊液的吸收光谱谱线，反演底质的成分和化学需氧量；
一种养殖池塘底质快速检测系统使用初期，首先训练光谱反演软件，在使用养殖池塘底质快速检测系统采集底质数据的同时，使用化学分析的方法分析底质的化学成分和底质对水质化学成分的影响，得到对应的数据表，经过数据处理得到经验公式，在以后的快速检测中，使用光谱分析的结果、数据表或者经验公式就能反演底质的化学成分和水质的化学成分的结果。
本发明有益效果如下：及时发现底质存在的问题，为调整水质提供数据支持。
附图说明
图1是一种养殖池塘底质快速检测系统示意图。
图2是一种养殖池塘底质快速检测系统组成结构示意图。
图中，101池底、102探头、103线缆（控制线、空气管道、光纤和凯夫拉绳）、104浮标、105WIFI天线、106太阳能电池；201控制器、202空气泵、203电磁阀组、204空气管道、205光谱仪光纤探头、206传感器组（溶解氧传感器、PH值传感器、氨氮值传感器）、207摄像装置、208颗粒状底质、209导光板、210全光谱光源、211探头外壳、212方向可调的喷嘴、213探头尖角、214底质。
具体实施方式
一种养殖池塘底质快速检测系统包括探头102、浮标104、线缆103（控制线、空气管道、光纤和凯夫拉绳）、WIFI天线105、太阳能电池106，浮标104漂浮在池塘表面，探头102沉入池底101，探头尖角213插入池底101，浮标与探头之间用线缆103连接。探头102包括光谱仪光纤探头205、传感器组206（溶解氧传感器、PH值传感器、氨氮值传感器）、摄像装置207、颗粒状底质208、导光板209、全光谱光源210和方向可调的喷嘴212，方向可调的喷嘴212安装在探头外壳211的下部，经过空气管道204连接浮标中的空气泵202，光谱仪光纤探头205、摄像装置207、传感器组206安装在探头外壳211的上部，与全光谱光源210相向安装。浮标104由两个圆台组成，内部安装控制器201、空气泵202、电磁阀组203、光谱仪和电源装置（图中未画出），浮标104顶部安装太阳能电池106，顶部中心安装WIFI天线105，饲养员巡塘的时候使用手机连接浮标的WIFI通信系统,接收养殖池塘底质快速检测系统的数据，也可以使用WIFI信号增强器和WIFI路由器设备将多个养殖池塘底质快速检测系统组成局域网后，再连接广域网，实现底质信息远程采集。
控制器201启动传感器组206（溶解氧传感器、PH值、氨氮值）开始采集池底的溶解氧、PH值、氨氮值的浓度；控制器201开始打开全光谱光源210，导光板209使全光谱光源210的光强均匀，摄像装置207采集颗粒状底质的图像；控制器201启动开始光谱仪采集池水吸收光谱；控制器201启动空气泵202产生空气流，控制器201打开电磁阀组203的开关，方向可调的喷嘴212上下左右摆动，从方向可调的喷嘴212喷出的空气流将底质搅动；控制器201关闭空气泵202、电磁阀组203和方向可调的喷嘴212停止上下左右的摆动，颗粒状底质208下沉，底质和池水形成悬浊液；
控制器的图像处理软件根据颗粒状底质的轮廓、颜色和纹理判断底质的成份；控制器的光谱反演软件分析悬浊液的吸收光谱谱线，反演底质的成分和化学需氧量；一种养殖池塘底质快速检测系统使用初期，首先训练光谱反演软件，在使用养殖池塘底质快速检测系统采集底质数据的同时，使用化学分析的方法分析底质的化学成分和底质对水质化学成分的影响，得到对应的数据表，经过数据处理得到经验公式，在以后的快速检测中，使用光谱分析的结果、数据表或者经验公式就能反演底质的化学成分和水质的化学成分。
最后，本发明不限于以上具体实施方式，还可有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。
Claims (1)
1.一种养殖池塘底质快速检测系统的检测方法，其特征在于：检测系统包括：探头、浮标、线缆、WIFI天线、太阳能电池，浮标漂浮在池塘表面，探头沉入池底，探头尖角插入池底，浮标与探头之间用线缆连接；
所述浮标内设置有控制器、电磁阀组、空气泵、光谱仪；
所述探头内设置有光谱仪光纤探头、传感器组、摄像装置、颗粒状底质、全光谱光源和方向可调的喷嘴；所述传感器组包括溶解氧传感器、pH值传感器、氨氮值传感器；
该检测系统的检测方法，包括下列步骤：
1）控制器启动传感器组开始采集池底的溶解氧、pH值、氨氮值的浓度；
2）控制器开始打开全光谱光源，摄像装置采集颗粒状底质的图像；
3）控制器启动开始光谱仪采集池水吸收光谱；
4）控制器启动空气泵产生空气流，控制器打开电磁阀组的开关，方向可调的喷嘴上下左右摆动，从方向可调的喷嘴喷出的空气流将底质搅动；
5）控制器关闭空气泵、电磁阀组和方向可调的喷嘴停止上下左右的摆动，颗粒状底质下沉，底质和池水形成悬浊液；
6）控制器的图像处理软件根据颗粒状底质的轮廓、颜色和纹理判断底质的成分；使用数据表或者经验公式，控制器的光谱反演软件分析悬浊液的吸收光谱谱线，反演底质的成分和化学需氧量；
所述的浮标由两个圆台组成，内部安装控制器、空气泵、电磁阀组、光谱仪和电源装置，浮标顶部安装太阳能电池，顶部中心安装WIFI天线；
所述的探头包括光谱仪光纤探头、传感器组、摄像装置、颗粒状底质、导光板、全光谱光源和方向可调的喷嘴，方向可调的喷嘴安装在探头外壳的下部，经过空气管道连接浮标中的空气泵，光谱仪光纤探头、摄像装置、传感器组安装在探头外壳的上部，与全光谱光源相向安装；
使用初期，首先训练光谱反演软件，在使用养殖池塘底质快速检测系统采集底质数据的同时，使用化学分析的方法分析底质的化学成分和底质对水质化学成分的影响，得到对应的数据表，经过数据处理得到经验公式，在以后的快速检测中，使用光谱分析的结果、数据表或者经验公式就能反演底质的化学成分和水质的化学成分。
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