Svěží zelený salát prospívá v živném roztoku v kultivačních nádržích, které jsou řízeny několika tiše pracujícími senzory kvality vody.
V univerzitní laboratoři v provincii Jiangsu roste várka salátu bujně bez půdy díky hydroponickému inteligentnímu monitorovacímu systému založenému na úzkopásmové technologii internetu věcí. Výzkumník Zhang Jing vysvětlil, že systém využívá několik senzorů kvality vody k monitorování parametrů živného roztoku v reálném čase v kombinaci s metodami fuzzy řízení k automatické úpravě kvality vody podle potřeb plodiny.
S tím, jak se hydroponická technologie rozšiřuje, hrají tyto nenápadné senzory kvality vody stále důležitější roli. Od profesionálních výzkumných institucí až po běžné domácnosti, chytré hydroponické systémy tiše transformují tradiční zemědělské metody.
01 Současný stav hydroponické technologie
Ve srovnání s tradičním obděláváním půdy umožňuje hydroponie rychlejší růst plodin a snižuje problémy se škůdci. Vzhledem k tomu, že plodiny neustále absorbují živiny z živného roztoku, je nezbytné včas a přesně sledovat parametry kvality vody v hydroponickém živném roztoku a živiny v případě potřeby doplňovat.
V posledních letech se s rozvojem senzorové technologie a snižováním nákladů začaly chytré hydroponické systémy přesouvat z výzkumných institucí do běžných domácností.
Typický inteligentní hydroponický systém se obvykle skládá ze tří hlavních komponent: senzorů, regulátorů a akčních členů.
Mezi nimi jsou senzory zodpovědné za sběr různých parametrů kvality vody a slouží jako „oči“ a „uši“ systému. Jejich přesnost a stabilita přímo určují úspěch či neúspěch celého hydroponického systému.
02 Podrobný přehled základních senzorů
pH senzory
Hodnota pH je klíčová pro růst plodin v hydroponii. Jak každý v akvakulture ví, optimální rozmezí pH pro vodní plochy je mezi 7,5 a 8,5.
Senzory pH kvality vody detekují koncentraci vodíkových iontů v měřených látkách a převádějí je na odpovídající použitelné výstupní signály.
Ionty H+ v roztoku interagují s elektrodou senzoru a vytvářejí napěťový signál, jehož velikost je úměrná koncentraci H+. Měřením napěťového signálu lze získat odpovídající hodnotu pH roztoku.
Komerčně jsou k dispozici specializované pH senzory určené pro hydroponické aplikace, jako například automatické hydroponické pH senzory podporující standardní komunikační protokoly s rozsahy měření 0–14,00 pH a rozlišením až 0,01 pH, což umožňuje přesné monitorování a řízení.
Senzory rozpuštěného kyslíku
Rozpuštěný kyslík je klíčovým faktorem pro zdravý růst kořenů u hydroponických plodin. Vodní plochy, které nejsou znečištěny látkami spotřebovávajícími kyslík, si udržují rozpuštěný kyslík na úrovni nasycení.
Senzory rozpuštěného kyslíku měří množství kyslíku rozpuštěného ve vodě.
Molekuly kyslíku z měřeného roztoku pronikají selektivní membránou senzoru a podléhají odpovídajícím redukčním nebo oxidačním reakcím na vnitřní katodě a anodě, přičemž současně generují proudové signály. Velikost proudu je úměrná koncentraci rozpuštěného kyslíku.
Profesionální senzory rozpuštěného kyslíku jsou k dispozici v různých provedeních: některé jsou schopny odolat náročným podmínkám prostředí a zároveň poskytují vynikající přesnost; jiné jsou optimalizované pro dobu odezvy, vhodné pro namátkové kontroly a analytické aplikace.
Senzory koncentrace iontů
Senzory koncentrace iontů jsou klíčovým zařízením pro monitorování složení živného roztoku. Koncentrace specifických iontů, jako jsou dusičnany, amonné ionty a chloridy, přímo ovlivňují růst plodin.
Například specializované senzory amonných iontů mohou měřit obsah amoniaku v přírodních vodách, povrchových vodách, podzemních vodách a různých zemědělských aplikacích.
Patent na senzor koncentrace iontů v hydroponickém roztoku od zemědělské univerzity integruje iontové elektrody, teplotní senzory a senzory pH, což umožňuje rychlé pochopení změn koncentrace iontů, teplotních výkyvů a změn pH v hydroponických roztocích.
Senzory elektrické vodivosti (EC)
Elektrická vodivost je klíčovým ukazatelem, který měří celkovou koncentraci iontů v živném roztoku a přímo odráží úroveň úrodnosti živného roztoku.
Automatické EC převodníky speciálně navržené pro zemědělské zavlažování a hydroponii nabízejí měřicí rozsahy až 0–4000 µS/cm, podporují standardní výstupní protokoly a jsou schopné připojení k dávkovacím čerpadlům/ventilům a ovládání spínačů čerpadel/ventilů.
Snímače teploty a zákalu
Teplota ovlivňuje růst kořenů plodin a metabolickou aktivitu, zatímco zákal odráží množství suspendovaných částic v živném roztoku.
V projektech inteligentních hydroponických skleníkových nádrží mohou vývojáři použít vysoce přesné digitální moduly senzorů teploty a vlhkosti s typickou přesností teploty ±0,3 ℃ a rozlišením 0,01 ℃.
Specializované senzory zákalu lze použít s víceparametrovými přístroji k monitorování úrovně zákalu živných roztoků.
03 Integrované aplikace v inteligentních systémech
Data z jednotlivých senzorů často nedostatečně odrážejí kompletní hydroponické prostředí, což z fúze více senzorů činí rostoucí trend v inteligentních hydroponických systémech.
Víceparametrové sondy s cenově výhodným provedením lze snadno integrovat s řídicími systémy a telemetrickými systémy, což je vhodné pro dlouhodobé nasazení.
Výzkumné týmy vyvinuly inteligentní monitorovací systémy pro hydroponii založené na internetu věcí, které využívají rozhraní mobilních aplikací pro monitorování parametrů hydroponického prostředí v reálném čase v kombinaci s inteligentními metodami řízení pro úpravu parametrů kvality vody v roztoku živin na základě provozních zkušeností a potřeb plodin.
Výsledky testů ukazují, že když takové systémy regulují roztoky živin, klíčové parametry, jako je pH a elektrická vodivost, dokáží udržet stabilní přednastavené hodnoty v rozumných časových rámcích.
04 Technické výzvy a budoucí trendy
Přestože technologie hydroponických senzorů dosáhla významného pokroku, stále přetrvává několik výzev. Dlouhodobá stabilita, odolnost proti znečištění a frekvence kalibrace senzorů jsou hlavními problémy v praktických aplikacích.
Zejména iontově selektivní elektrody jsou náchylné k rušení jinými ionty a vyžadují pravidelnou kalibraci.
Budoucí hydroponické senzory se budou vyvíjet směrem k multifunkčnosti, inteligenci a snižování nákladů.
Pokročilé senzorové systémy již umožňují vysoce výkonné měření různých parametrů, včetně chlorofylu, pigmentů, fluorescence, zákalu a dalších.
Mezitím se s rozvojem open-source projektů snižují bariéry vstupu pro inteligentní hydroponické systémy, což umožňuje více lidem zapojit se do této zemědělské transformace.
Dnes stále více obyvatel měst začíná experimentovat s domácí hydroponií. Na balkonech obytných domů v různých městech bujně roste listová zeleň v chytrých hydroponických nádržích založených na populárních platformách mikrokontrolérů.
„Senzory kvality vody jsou jádrem hydroponických systémů – jsou jako ‚chuťové pohárky‘ rostlin, které nám říkají, které živiny je třeba upravit,“ popsal jeden nadšenec.
Neustálé průlomy v senzorové technologii mění precizní zemědělství z ideálu ve skutečnost.
Můžeme také poskytnout řadu řešení pro
1. Ruční měřič pro víceparametrové měření kvality vody
2. Systém plovoucích bójí pro víceparametrové měření kvality vody
3. Automatický čisticí kartáč pro víceparametrový vodní senzor
4. Kompletní sada serverů a softwarového bezdrátového modulu, podpora RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN
Pro více senzorů vody informace,
Kontaktujte prosím společnost Honde Technology Co., LTD.
Email: info@hondetech.com
Webové stránky společnosti:www.hondetechco.com
Tel.: +86-15210548582
Čas zveřejnění: 7. listopadu 2025