CN113303248B - 一种基于水质检测的自动循环养殖方法及养殖系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于水质检测的自动循环养殖系统，包括养殖池、水处理池、第一循环泵、第二循环泵、增氧仪和水质检测仪，水质检测仪包括透明检测瓶，透明检测瓶上连通有待测水进水管、排水管、冲洗水管以及若干试剂管，试剂管另一端连接有检测试剂瓶，透明检测瓶外部设置有检测机构，检测机构包括相对设置在透明检测瓶外部的检测光发生器和光接收器，检测光发生器和光接收器均连接控制系统；本发明技术方案的基于水质检测的自动循环养殖系统，依据多种检测指标的检测方法，将多种检测指标融合在一台水质检测仪中，提高检测效率，降低检测设备成本，适应性强，且利于实现自动化控制。
Description
技术领域
本发明属于渔业循环养殖领域，更具体的说涉及一种基于水质检测的自动循环养殖方法及养殖系统。
背景技术
随着人们生活水平和品质的提高，水产品肉类被越来越多人追求。近几年，渔业养殖规模急剧增加，同时，将互联网技术集合渔业养殖，形成新型的智慧渔业，一方面大大降低了养殖的人力成本，另一方面，也能够确保对养殖水体等进行实时监控，能够实时获得养殖情况和鱼类生长状况。在实时监控中，需要在养殖水体等进行在线监测和检测，获得水体监测数据，获得各项监测指标的检测值，判断水体变化趋势和变化规律。现有技术中，各项检测指标均是通过单独的检测设备记性监测，涉及的检测设备较多，检测操作繁琐，且检测后，不能及时的自动对水体进行处理，很难形成一个水体监测和水质处理的闭环控制，智慧养殖成本高，适用性不强。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于水质检测的自动循环养殖方法及养殖系统，在养殖方法技术思想的指导下，通过合理的养殖设备的选用和设计，形成实时监测和及时的水质处理的闭环养殖模式，一方面降低智慧渔业的养殖成本，另一方面提高水处理效率，降低人力成本，改善养殖效率和养殖产量。
本发明技术方案一种基于水质检测的自动循环养殖方法，包括以下步骤：
1)利用水质检测设备对养殖池内的养殖水体进行检测，检测指标包括有PH值、溶氧量值、氨氮含量、亚硝酸盐含量、硝酸盐含量、总磷含量、硫化物含量、氯化物含量和汞含量；水质检测设备对所述检测指标进行依次全部检测，记录养殖水的各项检测指标及检测值；
2)在1)检测中，在氨氮含量、亚硝酸盐含量、硝酸盐含量、总磷含量、硫化物含量、氯化物含量和汞含量任一检测指标出现不合格时，将养殖池内的养殖水自动泵入水处理池；
3)依据1)中所有不合格的检测指标及检测值，自动向水处理池内定量添加水处理试剂，改善水处理池内的养殖水，使得水处理池内的养殖水各项检测指标恢复合格值；在PH值或溶氧量值出现不合格时，自动直接向养殖池内增加PH调节试剂或自动直接向养殖池内增加溶氧量；
4)在3)水处理过程中和处理完成后，自动利用水质检测设备对水处理池内的处理水体进行检测或对养殖池内养殖水进行再次检测，检测指标如1)中所述全部依次检测；同时，记录各项检测指标及检测值；
5)在4)中对水处理池内的处理水检测未出现不合格检测指标时，自动将水处理池内的合格处理水泵入养殖池内，进行循环利用。
一种基于水质检测的自动循环养殖方法，包括水质检测设备，所述水质检测设备包括水质检测仪，所述水质检测仪包括透明检测瓶，所述透明检测瓶上连通有待测水进水管、排水管、冲洗水管以及若干试剂管，所述试剂管另一端连接有检测试剂瓶，所述透明检测瓶外部设置有检测机构，所述检测机构包括相对设置在所述透明检测瓶外部的检测光发生器和光接收器，所述检测光发生器和光接收器均连接控制系统；
检测时，所述检测光发生器发出指定波段的检测光，检测光穿过透明检测瓶，被透明检测瓶内检测水吸收后，剩余检测光穿出所述透明检测瓶并被所述光接收器接收，所述光接收器将接收到的光信号转化为电信号并反馈至控制系统，所述控制系统输出待测水的检测信息。
优选地，所述水质检测仪还包括密闭检测箱，所述透明检测瓶倒置固定在所述密闭检测箱内，透明检测瓶口部设置有密封座，所述密封座内设置有与透明检测瓶内连通的导液腔，所述待测水进水管、排水管、冲洗水管以及若干试剂管均与所述导液腔连通。
优选地，所述导液腔包括呈倒置的“Y”型总液腔，所述总液腔底部连通有若干支液腔，所述待测水进水管、排水管、冲洗水管以及若干试剂管均与所述支液腔连通；
所述总液腔上连接有密封封堵组件，所述密封封堵组件包括呈水平状穿过所述总液腔的封堵柱孔和置于所述封堵柱孔内实现所述总液腔密封的封堵柱，所述封堵柱外径大于总液腔被封堵柱孔穿过位置内径。
优选地，所述密闭检测箱包括通过隔板隔离的前箱体和后箱体，所述控制系统置于所述前箱体内，所述前箱体上设置有控制面板、若干控制按钮和显示屏；所述透明检测瓶置于所述后箱体内，所述后箱体内还设置有冲洗试剂瓶和若干检测试剂瓶，所述冲洗试剂瓶和检测试剂瓶分别通过冲洗水管和试剂管与所述透明检测瓶连通；所述待测水进水管和排水管远离透明检测瓶端穿出密封检测箱；
所述待测水进水管、排水管、冲洗水管以及若干试剂管上均分别设置有电子泵，电子泵上的控制导线穿过所述隔板与前箱体内的控制系统以及前箱体上的控制按钮电连接。
优选地，所述透明检测瓶的瓶底设置有排气孔，所述透明检测瓶的瓶身上绕设有加热丝。
优选地，养殖系统还包括养殖池、水处理池、第一循环泵、第二循环泵和增氧仪，所述水质检测设备还包括PH检测仪和溶氧检测仪；所述养殖池和所述水处理池均与所述水质检测设备连接。
优选地，所述水处理池上连接有若干水处理化学试剂筒，所述水处理化学试剂筒与所述水处理池之间通过水处理试剂添加管连通，所述水处理试剂添加管上设置有水处理试剂添加泵，所述水处理试剂添加泵由所述控制系统信号控制。
本发明技术方案的一种基于水质检测的自动循环养殖方法的有益效果是：
按照设定，自动对养殖水体进行检测，依据检测结构，自动对养殖水体进行处理，改善水质，处理后的可循环水进行在次利用，实现循环养殖。本技术中水质检测、水体处理等均采用自动化控制，真正实现自动化养殖，降低养殖人力成本，同时能够及时处理养殖水体，实现及时改善养殖水体，提高养殖过程控制效率和养殖水产品的品质。
本发明技术方案的一种基于水质检测的自动循环养殖方法的有益效果是：依据多种检测指标的检测方法，将多种检测指标融合在一台水质检测仪中，提高检测效率，降低检测设备成本，适应性强，且利于实现自动化控制。
附图说明
图1为本发明技术方案的基于水质检测的自动循环养殖方法的结构示意图，
图2为本发明技术方案中的水质检测仪正面结构示意图，
图3为本发明技术方案中的水质检测仪内部结构示意图，
图4为图3的主视图，
图5为图4的剖视图。
具体实施方式
为便于本领域技术人员理解本发明技术方案，现结合说明书附图对本发明技术方案做进一步的说明。
本发明技术方案一种基于水质检测的自动循环养殖方法，包括以下步骤：
1)利用水质检测设备对养殖池内的养殖水体进行检测，检测指标包括有PH值、溶氧量值、氨氮含量、亚硝酸盐含量、硝酸盐含量、总磷含量、硫化物含量、氯化物含量和汞含量；水质检测设备对检测指标进行依次全部检测，记录养殖水的各项检测指标及检测值。
2)在1)检测中，在氨氮含量、亚硝酸盐含量、硝酸盐含量、总磷含量、硫化物含量、氯化物含量和汞含量任一检测指标出现不合格时，将养殖池内的养殖水自动泵入水处理池。
3)依据1)中所有不合格的检测指标及检测值，自动向水处理池内定量添加水处理试剂，改善水处理池内的养殖水，使得水处理池内的养殖水各项检测指标恢复合格值；在PH值或溶氧量值出现不合格时，自动直接向养殖池内增加PH调节试剂或自动直接向养殖池内增加溶氧量。
4)在3)水处理过程中和处理完成后，自动利用水质检测设备对水处理池内的处理水体进行检测或对养殖池内养殖水进行再次检测，检测指标如1)中全部依次检测；同时，记录各项检测指标及检测值。
5)在4)中对水处理池内的处理水检测未出现不合格检测指标时，自动将水处理池内的合格处理水泵入养殖池内，进行循环利用。
上述的各项检测指标中，PH值合格范围为7.5～8.5，溶氧量值合格范围为5mg/L以上，氨氮含量合格范围为0.2mg/L以下，亚硝酸盐含量合格范围为0.01mg/L以下，硝酸盐含量10mg/L以下，总磷含量在0.5mg/L以下，硫化物含量在0.2mg/L以下、氯化物含量合格范围为250mg/L以下、汞含量合格范围为0.1mg/L以下。
上述各项检测指标中，氨氮含量、亚硝酸盐含量、硝酸盐含量、总磷含量、硫化物含量、氯化物含量和汞含量通过本技术方案中提出的水质检测仪进行检测。水质检测仪实现对上述检测指标依次自动检测，并将检测值信号反馈至控制系统，实现自动反馈控制。PH值和溶氧量值通过现有技术中常规检测设备进行单独检测。一般的PH值通过PH计进行检测，能够与控制系统进行信号自动反馈控制。溶氧量值利用溶氧仪通过电化学法技术进行检测，检测成本低，检测过程简单快速，且能够自动将检测信号反馈至控制系统，实现自动检测和自动反馈控制，利于本技术方案中的自动化循环养殖的实现。
如图1所示，一种基于水质检测的自动循环养殖方法，养殖系统还包括养殖池10、水处理池20、第一循环泵40、第二循环泵50、水质检测设备30和置于养殖池10内的增氧仪。水质检测设备30包括水质检测仪80、PH检测仪和溶氧检测仪。水质检测仪80主要用于检测氨氮含量、亚硝酸盐含量、硝酸盐含量、总磷含量、硫化物含量、氯化物含量和汞含量。养殖池10和水处理池20均与水质检测设备30连接，水质检测设备30对养殖池和水处理池内的水体进行分别检测。
基于上述养殖系统，水质检测设备30对养殖池10内的养殖水进行检测，在养殖水检测不合格时，通过第一循环泵40将养殖池10内的养殖水泵入水处理池20内，养殖水在水处理池20内被净化处理。在处理中和处理后，水质检测设备30对水处理池20内处理水进行检测，在处理水检测合格时，通过第二循环泵50将水处理池20内的处理水泵入养殖池10内进行循环养殖。
在水处理池20上通过管道和泵体70连接有水处理化学试剂筒60，通过控制系统控制与水处理化学试剂筒60连接的泵体70，向水处理池20内定时定量的加入需要量的水处理化学试剂，实现对水处理池20内的水体进行处理，实现水处理自动化。
本技术方案中基于水质检测的自动循环养殖方法中，如图2、图3和图4所示，水质检测仪80包括透明检测瓶1，透明检测瓶1上连通有待测水进水管11、排水管12、冲洗水管13以及若干试剂管7。每一试剂管7另一端均连接有单独的检测试剂瓶4，一检测试剂瓶4内盛装有一种检测试剂。透明检测瓶1外部设置有检测机构2。检测机构2包括相对设置在透明检测瓶1外部的检测光发生器21和光接收器22，检测光发生器21和光接收器12均连接控制系统。
本技术方案中的控制系统为本养殖系统的整个控制系统，其工作原理和工作方式与现有技术相同。控制系统其主要包括有控制中心、信号接收器、信号发射器、信号处理器等等，接收各个检测设备、检测仪、流量计等反馈的信号，然后将信号进行处理和运算，在依据接收到的各个信号通过信号发射器对各个需要控制的终端进行控制，如控制第一循环泵40、第二循环泵50工作，控制各个检测设备自动启动进行检测，控制各个检测试剂添加泵或化学处理试剂添加泵进行定时、定量添加化学检测试剂或化学处理试剂等等，实现全自动化循环养殖，大大降低了养殖的人力成本，简化了养殖过程中对水质等的控制和改善操作措施和步骤。
技术方案中基于水质检测的自动循环养殖方法高度集成了水质监测、水质检测、水处理等设备，实现自动循环养殖。
本技术方案中的水质检测仪80中的检测机构2的检测原理为：检测光发生器21发出指定波段的检测光，检测光穿过透明检测瓶1，被透明检测瓶1内检测水或检测水中物质、离子等吸收后，剩余检测光穿出透明检测瓶1并被光接收器22接收。光接收器22将接收到的光信号转化为电信号并反馈至控制系统，控制系统输出待测水的检测信息。
本技术方案中，检测机构2为分光光度剂，依据分光光度剂原理将分光光度剂的发光部置于检测光发生器21内，将分光光度剂的接收光部置于光接收器22内，实现对透明检测瓶1内的物质进行检测。
本技术方案中，水质检测仪80还包括密闭检测箱6，透明检测瓶1倒置固定在密闭检测箱6内，避免在检测时，外部光源对检测造成干扰。透明检测瓶1口部设置有密封座3，密封座3内设置有与透明检测瓶1内连通的导液腔31。待测水进水管11、排水管12、冲洗水管13以及若干试剂管7均与导液腔31连通。待测水、用于检测时添加的各种化学试剂均由导液腔31进入透明检测瓶内。
本技术方案中，导液腔31包括呈倒置的“Y”型总液腔32，总液腔32底部连通有若干支液腔33。待测水进水管11、排水管12、冲洗水管13以及若干试剂管7均与支液腔33连通。总液腔32上连接有密封封堵组件。密封封堵组件在导液腔31需要封堵、密封是进行工作。密封封堵组件包括呈水平状穿过总液腔32的封堵柱孔34和置于封堵柱孔34内实现总液腔密封的封堵柱，封堵柱外径大于总液腔32被封堵柱孔34穿过位置内径。封堵柱孔34和封堵柱的设置，便于对透明检测瓶进行密封，操作简单快速。
本技术方案中，密闭检测箱6包括通过隔板5隔离的前箱体和后箱体，控制系统置于前箱体内。前箱体上设置有控制面板、若干控制按钮14和显示屏15。透明检测瓶1置于后箱体内，后箱体内还设置有冲洗试剂瓶9和若干检测试剂瓶4。冲洗试剂瓶9和检测试剂瓶4分别通过冲洗水管13和试剂管7与透明检测瓶1连通。待测水进水管11和排水管12远离透明检测瓶1端穿出密封检测箱6。冲洗试剂瓶9和冲洗水管13的设置，用于在每项检测指标检测完成后对透明检测瓶进行冲洗，避免影响下一次检测的精准度。
待测水进水管11、排水管12、冲洗水管13以及若干试剂管7上均分别设置有电子泵8，电子泵8上的控制导线穿过隔板5与前箱体内的控制系统以及前箱体上的控制按钮电连接。实现在密闭检测箱6外部通过控制按钮即可实现检测操作。透明检测瓶1的瓶底设置有排气孔，透明检测瓶1的瓶身上绕设有加热丝。在部分检测指标进行检测时，需要对检测水进行加热，或在冬季等环境中，需要对检测水进行加热后检测，提高检测精度。排气孔的设置，实现检测瓶内气压平衡。
本技术方案中，水处理池20上连接有若干水处理化学试剂筒60，水处理化学试剂筒60与水处理池20之间通过水处理试剂添加管连通，水处理试剂添加管上设置有水处理试剂添加泵70，水处理试剂添加泵70由控制系统信号控制。在需要对水处理池内水体进行处理时，通过控制系统控制水处理试剂添加泵70将水处理化学试剂筒60内的水处理化学试剂加入水处理池内，进行水处理。
本技术方案中，氨氮含量检测采用纳氏试剂分光光度法进行检测，主要使用到的检测化学试剂有酒石酸钾钠和纳氏试剂。总磷含量检测采用钼酸铵分光光度法检测，主要采用到的试剂有过硫酸钾，抗坏血酸，钼酸铵，酒石酸钾，硫酸等。亚硝酸盐含量用N-(1-萘基)-乙二胺分光光度法检测。硝酸盐含量采用酚二磺酸分光光度法检测。硫化物含量通过院子吸收分光光度法检测。氯化物含量通过紫外分光光度法进行检测。汞含量通过冷原子吸收分光光度法进行检测。在上述的各中检测方法中运用到的检测试剂分别存放在各个检测试剂瓶4内，并进行密封，通过试剂管7及试剂管7上的电子泵在需要时泵入透明检测瓶中。
本发明技术方案在上面结合附图对发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性改进，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种基于水质检测的自动循环养殖方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)利用水质检测设备对养殖池内的养殖水体进行检测，检测指标包括有pH值、溶氧量值、氨氮含量、亚硝酸盐含量、硝酸盐含量、总磷含量、硫化物含量、氯化物含量和汞含量；水质检测设备对所述检测指标进行依次全部检测，记录养殖水的各项检测指标及检测值；
2)在1)检测中，在氨氮含量、亚硝酸盐含量、硝酸盐含量、总磷含量、硫化物含量、氯化物含量和汞含量任一检测指标出现不合格时，将养殖池内的养殖水自动泵入水处理池；
3)依据1)中所有不合格的检测指标及检测值，自动向水处理池内定量添加水处理试剂，改善水处理池内的养殖水，使得水处理池内的养殖水各项检测指标恢复合格值；在pH值或溶氧量值出现不合格时，自动直接向养殖池内增加pH调节试剂或自动直接向养殖池内增加溶氧量；
4)在3)水处理过程中和处理完成后，自动利用水质检测设备对水处理池内的处理水体进行检测或对养殖池内养殖水进行再次检测，检测指标如1)中所述全部依次检测；同时，记录各项检测指标及检测值；
5)在4)中对水处理池内的处理水检测未出现不合格检测指标时，自动将水处理池内的合格处理水泵入养殖池内，进行循环利用。
2.根据权利要求1所述的一种基于水质检测的自动循环养殖方法，其特征在于，所述水质检测设备包括水质检测仪，所述水质检测仪包括透明检测瓶，所述透明检测瓶上连通有待测水进水管、排水管、冲洗水管以及若干试剂管，所述试剂管另一端连接有检测试剂瓶，所述透明检测瓶外部设置有检测机构，所述检测机构包括相对设置在所述透明检测瓶外部的检测光发生器和光接收器，所述检测光发生器和光接收器均连接控制系统；
检测时，所述检测光发生器发出指定波段的检测光，检测光穿过透明检测瓶，被透明检测瓶内检测水吸收后，剩余检测光穿出所述透明检测瓶并被所述光接收器接收，所述光接收器将接收到的光信号转化为电信号并反馈至控制系统，所述控制系统输出待测水的检测信息。
3.根据权利要求2所述的一种基于水质检测的自动循环养殖方法，其特征在于，所述水质检测仪还包括密闭检测箱，所述透明检测瓶倒置固定在所述密闭检测箱内，透明检测瓶口部设置有密封座，所述密封座内设置有与透明检测瓶内连通的导液腔，所述待测水进水管、排水管、冲洗水管以及若干试剂管均与所述导液腔连通。
4.根据权利要求3所述的一种基于水质检测的自动循环养殖方法，其特征在于，所述导液腔包括呈倒置的“Y”型总液腔，所述总液腔底部连通有若干支液腔，所述待测水进水管、排水管、冲洗水管以及若干试剂管均与所述支液腔连通；
所述总液腔上连接有密封封堵组件，所述密封封堵组件包括呈水平状穿过所述总液腔的封堵柱孔和置于所述封堵柱孔内实现所述总液腔密封的封堵柱，所述封堵柱外径大于总液腔被封堵柱孔穿过位置内径。
5.根据权利要求3所述的一种基于水质检测的自动循环养殖方法，其特征在于，所述密闭检测箱包括通过隔板隔离的前箱体和后箱体，所述控制系统置于所述前箱体内，所述前箱体上设置有控制面板、若干控制按钮和显示屏；所述透明检测瓶置于所述后箱体内，所述后箱体内还设置有冲洗试剂瓶和若干检测试剂瓶，所述冲洗试剂瓶和检测试剂瓶分别通过冲洗水管和试剂管与所述透明检测瓶连通；所述待测水进水管和排水管远离透明检测瓶端穿出密封检测箱；
所述待测水进水管、排水管、冲洗水管以及若干试剂管上均分别设置有电子泵，电子泵上的控制导线穿过所述隔板与前箱体内的控制系统以及前箱体上的控制按钮电连接。
6.根据权利要求2所述的一种基于水质检测的自动循环养殖方法，其特征在于，所述透明检测瓶的瓶底设置有排气孔，所述透明检测瓶的瓶身上绕设有加热丝。
7.根据权利要求2所述的一种基于水质检测的自动循环养殖方法，其特征在于，还包括养殖池、水处理池、第一循环泵、第二循环泵和增氧仪，所述水质检测设备还包括PH检测仪和溶氧检测仪；所述养殖池和所述水处理池均与所述水质检测设备连接。
8.根据权利要求7所述的一种基于水质检测的自动循环养殖方法，其特征在于，所述水处理池上连接有若干水处理化学试剂筒，所述水处理化学试剂筒与所述水处理池之间通过水处理试剂添加管连通，所述水处理试剂添加管上设置有水处理试剂添加泵，所述水处理试剂添加泵由所述控制系统信号控制。
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