专利名称：一种基于小气候的养殖水域溶解氧控制方法与装置的制作方法
技术领域：
本发明属于水产养殖领域，尤其涉及一种基于小气候的养殖水域溶解氧控制方法与装置。
背景技术：
随着淡水养殖业中网箱养殖和水池养殖模式的日益推广和普及，养殖密度不断提高，水中溶解氧浓度的检测与控制对提高养殖产量与质量非常重要，其中溶解氧浓度检测与控制成为提高养殖密度和产量的关键。 生产实践上，水体溶解氧含量过高或过低对水产动物都是不利的，但溶解氧含量过低对水产动物养殖造成的直接或潜在的危害更为普遍。一般，0. 5 2. 5mg/L的低溶解氧水体环境会导致一般养殖鱼虾类的窒息和死亡，死亡的快慢则与缺氧的严重程度、水温、水的肥度等诸多因素有关当溶解氧浓度在2. 5
4.Omg/L范围内，鱼虾类可能能够长期生活在这种低度缺氧状态中，但其代谢速率减慢，因而在摄食、活动、生长以及抗病カ等方面不如正常状态，而且一旦环境因子突变。如水质败坏，天气突变时则极易出现爆发性鱼虾病，从而对养殖生产造成重大损失。但是，低度缺氧的水环境状态由于在较长时间内不会直接引起“泛塘”及大批量死鱼、死虾的情况发生，很容易被养殖者所忽视。引起水中溶解氧不足的原因主要有①气温高。氧气在水中溶解度随温度升高而降低，如在ー个大气压下，水温由10°C上升到35°C，空气中的氧在纯水中的溶解度可由
11.27mg/L降至6. 93mg/L,高温会引起溶解氧降低。此外水产动物和其它生物在高温时耗氧多也是ー个重要原因。②养殖密度过大。生物的呼吸作用加大，生物耗氧量也増大。③风向风速变化。风向风速的改变，会引起局部缺氧。④有机物的分解作用。有机物越多，细菌就越活跃，这种过程通常要消耗大量的氧才能进行，因此容易造成缺氧。⑤降雨引起的缺氧。当水体溶解氧含量达5. 0 7. Omg/L吋，大部分养殖鱼虾类都能够正常代谢、自由活动。同时，保持水中足够的溶解氧，可抑制生成的有毒物质的化学反应，转化或降低有毒物质(如氨、亚硝酸盐和硫化氢)的含量。例如水中有机物腐烂后产生氨和硫化氢，在有充足溶解氧的条件下，经微生物的分解作用，氨会转化为亚硝酸盐再转化成硝酸盐、硫化氢则被转化成硫酸盐，均产生无毒的最终产物。目前，在淡水养殖中，水体增氧是一般根据经验，随意性较大；已有的检测仪器的检测数据无法反应整个养殖水域的状态，而且对于局部因风速变化导致的缺氧也无法反应出来，经常会出现某些区域缺氧，某些区域不缺氧的现象。对于虾来说，由于活动范围小，一般不超过六米，缺氧的区域会对其生长将带来很大的影响，由于加氧不及时而造成养殖损失的现象时在发生
发明内容
本发明提供了一种基于小气候的养殖水域溶解氧控制方法，解决了水产养殖中水体增氧不均匀、溶解氧无法满足水生生物需求的问题。一种基于小气候的养殖水域溶解氧控制方法，包括以下步骤设定溶解氧含量的下限值，实时检测所述养殖水域溶解氧含量，当溶解氧含量低于下限值时，向养殖水域中增氧，实时检测风速，设定风速阈值，当风速超过阈值，且溶解氧含量低于修正值时，增氧至溶解氧含量达到修正值，所述修正值与下限值的比值为I. I I. 5。溶解氧含量的下限值是指能够基本满足水产生物生存的溶解氧含量值，不同种类的水产生物对溶解氧下限的要求不同，当生产生物为鱼虾类时，溶解氧含量的下限值一般设定为4. 0 5. Omg/Lo 修正值是在大量现场试验的基础上获得的，修正值的设定是为了更好的满足水产生物所需溶解氧，避免其他因素引起的养殖水域局部溶解氧不足；修正值高于下限值，一般修正值与下限值的比值范围为I. I I. 5。由于溶解氧传感器价格昂贵，一片养殖水域中，通常只在中央设置ー个溶解氧传感器；当风速过大时，由于风吹会增氧，容易导致溶解氧传感器检测结果失真(偏高)；对于风吹不到的区域，溶解氧含量低于检测结果；因而溶解氧传感器检测结果无法反映整个养殖水域范围的溶解氧浓度情况，进而造成有些区域溶解氧浓度过低，影响了水产生物的正常生长，尤其是对于移动范围很小的虾类，其影响通常是致命的。通过对风速过大的エ况进一歩限定，可保证养殖水域中溶解氧充足，满足水产生物的正常生长需求。作为优选的，风速阈值为2. 0 3. 0m/so作为优选的，本发明方法还包括实时检测风向，当风速超过阈值，且溶解氧含量低于修正值时，根据风向，对空气流通不佳区域增氧，至溶解氧含量达到修正值；所述空气流通不佳区域是指风吹不到或轻微吹过的区域；这种增氧方式，更有针对性，可提高增氧效率。当风速小于风速阈值时，风速对溶解氧含量的影响很小，可忽略不计。作为优选的，本发明方法还包括实时检测养殖水域气温和相対湿度，当气温超过38°C，相対湿度超过80%时，增氧I 3h ;当溶解氧含量超过修正值时，继续增氧至设定的增氧时间。氧气在水中的溶解度随气温升高而降低，同时水产生物在高温时耗氧多，因此高温天气时，水产生物极易缺氧；空气中湿度较高时，也会引起氧气含量下降，致使水产生物缺氧。通过对高温、高湿条件下的增氧エ况进一歩限定，可以避免高温、高湿天气引起的“泛塘”现象，为水产动物创造更好的生长条件。作为优选的，本发明方法还包括实时检测雨量，当瞬时雨量超过80_时，增氧I 3h ;当溶解氧含量超过修正值时，继续增氧直到设定的增氧时间。大量生产实践经验表明，暴雨前后是鱼虾类死亡的高峰期，主要是暴雨引起的缺氧所致；通过对暴雨条件下的增氧エ况进一歩限定，能够更好的保证水产动物的正常生长。本发明还提供了一种基于小气候的养殖水域溶解氧控制装置，此装置可简便、准确、有效的检测和控制水中的溶解氧浓度。一种基于小气候的养殖水域溶解氧控制装置，包括传感器设备、数据处理模块和增氧机；
所述传感器设备，用于采集养殖水域小气候环境条件信号以及养殖水域中溶解氧信号，并将输出信号传送至数据处理模块；所述数据处理模块，用于对养殖水域小气候环境条件信号以及养殖水域溶解氧信号进行分析处理，并将输出信号传送至增氧机；所述增氧机,用于向养殖水域中增氧。所述养殖水域形状没有严格限制。所述增氧机的有效果工作范围一般应涵盖养殖水域的各个角落，以便均匀布氧。装置的工作原理为传感器设备将养殖水域小气候环境条件信号以及养殖水域中溶解氧信号转变为电信号，电信号传送至数据处理模块后，数据处理模块对收到的信号进行处理分析，根据分析结果驱动增氧机工作或停机，从而保证养殖水域中充足的溶解氧，同时避免了过度增氧造成的浪费。 作为优选的，所述传感器设备包括温度传感器，用于采集气温信号；湿度传感器，用于采集相対湿度信号；风速传感器，用于采集风速信号；风向传感器，用于米集风向信号；雨量传感器，用于米集雨量信号；溶解氧传感器，用于采集养殖水域中溶解氧信号。作为优选的，所述数据处理模块采用单片机，单片机抗干扰性强，具有灵活、強大的控制功能，可靠性高。作为优选的，所述数据处理模块与所述增氧机之间设有用以选择手动与自动控制所述增氧机的模式选择开关；可根据实际情况选择所需模式，操作更为灵活。作为优选的，本发明装置还包括数据存储模块，所述数据存储模块的信号输入端与所述数据处理模块相连；数据存储模块可方便数据的存储和查阅，有利于不同エ况的比较分析。相对于现有技术，本发明的有益效果为(I)本发明方法随着环境的变化而调整增氧エ况，更符合实际的增氧需求，为水产养殖中溶解氧的均匀控制提供了有效、可靠的途径；(2)本发明方法简单、操作方便，易于实施，可有效避免环境变化造成的经济损失;(3)本发明装置可实现根据养殖水域的小气候条件和溶解氧含量对增氧エ况实时调整，环境适应性强，可简便、准确、有效的控制水中溶解氧含量，以满足水产生物的生长需求。
图I为基于小气候的养殖水域溶解氧控制装置的结构示意图。
具体实施例方式实施例I 6
一种基于小气候的养殖水域溶解氧控制装置，如图I所示，包括温度传感器，用于采集气温信号；湿度传感器，用于采集相対湿度信号；风速传感器，用于采集风速信号；风向传感器，用于米集风向信号；雨量传感器，用于米集雨量信号；溶解氧传感器，用于采集养殖水域中溶解氧信号；单片机，用于对养殖水域小气候环境条件信号以及养殖水域溶解氧信号进行分析处理，并将输出信号传送至增氧机；数据存储模块，用于数据的存储，数据存储模块的信号输入端与所述数据处理模块相连；增氧机，用于向养殖水域中增氧。将增氧机均匀布置于养殖水域中，溶解氧传感器放置于养殖水域中间位置，温度传感器、湿度传感器、风速传感器、风向传感器、雨量传感器位于养殖水域上方。基于小气候的养殖水域溶解氧控制装置于一水产养殖厂运行一年以来，未出现“泛塘”现象，因缺乏溶解氧引起死鱼、死虾现象较少，能够良好的满足鱼虾的正常生长需氧。现将6组不同的环境条件下，装置的运行エ况及效果列于下表。设定养殖水域中溶解氧含量下限值为4. Omg/L，修正值为5. Omg/L。
权利要求
1.一种基于小气候的养殖水域溶解氧控制方法，包括以下步骤设定溶解氧含量的下限值，实时检测所述养殖水域溶解氧含量，当溶解氧含量低于下限值时，向养殖水域中增氧，其特征在干，实时检测风速，设定风速阈值，当风速超过阈值，且溶解氧含量低于修正值时，增氧至溶解氧含量达到修正值，所述修正值与下限值的比值为I. I I. 5。
2.如权利要求I所述的基于小气候的养殖水域溶解氧控制方法，其特征在于，所述风速阈值为2. O 3. 0m/so
3.如权利要求I所述的基于小气候的养殖水域溶解氧控制方法，其特征在于，还包括实时检测养殖水域气温和相対湿度，当气温超过38°C，相対湿度超过80%时，增氧I 3h。
4.如权利要求I所述的基于小气候的养殖水域溶解氧控制方法，其特征在于，还包括实时检测雨量，当瞬时雨量超过80mm时,增氧I 3h。
5.一种基于小气候的养殖水域溶解氧控制装置，其特征在于，包括传感器设备、数据处理模块和增氧机； 所述传感器设备，用于采集养殖水域小气候环境条件信号以及养殖水域中溶解氧信号，并将输出信号传送至数据处理模块； 所述数据处理模块，用于对养殖水域小气候环境条件信号以及养殖水域溶解氧信号进行分析处理，并将输出信号传送至增氧机； 所述增氧机，用于向养殖水域中增氧。
6.如权利要求5所述的基于小气候的养殖水域溶解氧控制装置，其特征在于，所述传感器设备包括 温度传感器，用于采集气温信号； 湿度传感器，用于采集相対湿度信号； 风速传感器，用于采集风速信号； 风向传感器，用于米集风向信号； 雨量传感器，用于采集雨量信号； 溶解氧传感器，用于采集养殖水域中溶解氧信号。
7.如权利要求5所述的基于小气候的养殖水域溶解氧控制装置，其特征在于，所述数据处理模块采用单片机。
8.如权利要求5所述的基于小气候的养殖水域溶解氧控制装置，其特征在于，所述数据处理模块与所述增氧机之间设有用以选择手动与自动控制所述增氧机的模式选择开关。
9.如权利要求5所述的基于小气候的养殖水域溶解氧控制装置，其特征在于，还包括数据存储模块，所述数据存储模块的信号输入端与所述数据处理模块相连。
全文摘要
本发明公开了一种基于小气候的养殖水域溶解氧控制方法，包括以下步骤设定溶解氧浓度的初始值，实时检测所述养殖水域溶解氧，当溶解氧浓度低于初始值时，向养殖水域中增氧，实时检测风速，设定风速阈值，当风速超过阈值，且溶解氧浓度低于修正值时，增氧至溶解氧浓度达到修正值，所述修正值与初始值的比值为1.1～1.5；本发明还公开了一种基于小气候的养殖水域溶解氧控制装置，包括传感器设备、数据处理模块和增氧机；本发明方法为水产养殖中溶解氧的均匀控制提供了有效、可靠的途径；本发明装置环境适应性强，可简便、准确、有效的控制水中溶解氧含量。
文档编号A01K63/04GK102823539SQ20121031878
公开日2012年12月19日 申请日期2012年9月3日 优先权日2012年9月3日
发明者聂鹏程, 李晓丽, 何勇, 吴迪 申请人:浙江大学