养殖用的水质传感器,是放在鱼塘、虾池里全天自动测量溶氧、水温、pH 等项目,数值一不对就通知你的设备;因为池水的溶氧和 pH 一天之内会大起大落,最危险的时候常在半夜到清晨,人不可能整晚守在池边,所以要连续量,而不是一天量一两次。

顾过池的人都知道,鱼出事常在天快亮的时候:前一晚还好好的,清晨才发现鱼在浮头。水质传感器要帮你省下的,就是整晚提心吊胆、一趟一趟半夜巡池这件事。以下从顾池的角度,说明该量哪些项目、探头为什么常常量不准、选购前要确认什么,以及数据怎么用。

鱼塘最该量哪些项目?

水质传感器不是装越多项目越好。每一个数字都应该回答一个问题:要不要开水车?要不要少喂一点?要不要换水?先想清楚每一项和日常管理的关系,再决定要量什么。

溶氧:最要紧的一项

溶氧是养殖水质里最受重视的项目。白天藻类行光合作用,把氧气放进水里;到了晚上没有阳光,藻类、鱼虾和池底的微生物都在消耗氧气,溶氧一路往下掉。所以一般鱼池的溶氧,傍晚最高、天亮前最低。炎热、阴天、没有风的日子,或是藻类突然大量死亡(倒藻)之后,溶氧更容易不够;刚投喂完,鱼虾耗氧增加,溶氧也会跟着下降。

连续测量的好处,是半夜两点溶氧开始往下掉的时候你就知道,而不是清晨看到浮头才发现。至于溶氧低到多少算危险,依鱼种、大小与水温不同,请以当地水产试验单位或饲料、种苗业者的建议为准。

水温:读懂溶氧的钥匙

水温越高,水里能溶进的氧气越少,鱼虾的代谢和耗氧却越大。美国新墨西哥州立大学推广单位的数据举例:11°C 的水,能溶进的氧气比 27°C 的水多约 40%。所以夏天的夜里特别要注意溶氧;寒流来时,水温本身也是要盯的风险。FAO 的养殖手册也建议,量溶氧时要同时量水温,两个数字一起看才准。

pH:看一天的起伏,不只看一个数字

池水的 pH 和溶氧一样会跟着日夜变化:白天光合作用把二氧化碳用掉,pH 上升;晚上呼吸作用放出二氧化碳,pH 下降,所以通常天亮时最低、傍晚最高。pH 还会影响氨的毒性,所以适合连续量、看趋势,而不是一天只量一次。

氨氮:要和 pH、水温一起看

氨氮主要来自残饵、鱼虾的排泄物和池底有机物分解。水中的氨有两种形式,对鱼虾毒性比较强的是非离子氨,它占的比例会随 pH 和水温升高而增加。同样的氨氮读数,在 pH 高、水温高的时候风险更大,所以氨氮一定要和 pH、水温一起判读。

在线的氨氮探头多半是电极法,适合追踪氨氮慢慢累积的趋势;在半咸水、海水中,水里的钠、钾等离子会干扰电极读数。建议定期用试剂法比对,需要精确数字时仍以试剂或送验为准。

电导率与盐度:下雨、补水后最明显

电导率和盐度反映水里盐分的多寡。半咸水池遇到大雨或引淡水补水,盐度可能短时间内改变;淡水池则可以从电导率看出水是否慢慢变“浓”。海水、半咸水的电导率比淡水高出很多,探头量程必须配合水域。

蓝绿藻与叶绿素:把“水色变了”变成数字

看水色,看的其实是池里的藻类。藻类太少,白天产氧不足;藻类太浓或突然倒藻,溶氧可能急速下降。叶绿素与蓝绿藻的传感,能把“水色变了”变成一条趋势线,提早注意到。

以延电科技的水监包 AquaPack为例,可测量的项目有溶氧(DO)、酸碱度(pH)、氨氮、水温、电导率、盐度、蓝绿藻、叶绿素,依水域型态、养殖鱼种与预算任选组合,只买需要的传感器。

为什么探头常常量不准?

很多养殖户装过传感器,最后却不再相信上面的数字,原因通常是下面三件事。

探头长青苔:生物附着

鱼塘的水养分多、藻类多,探头泡在水里很快就长出黏膜、青苔,甚至小贝壳。法国海洋研究院(IFREMER)研究人员的整理指出,生物附着可能在一周内就影响传感器的测量质量。探头脏了,数字就会慢慢偏掉;以溶氧来说,探头脏污时读数可能偏高,看起来“还够”,增氧机就不会被启动,这是最危险的情况。

没有校正,数字只是数字

美国南方区域水产中心(SRAC)的溶氧测量说明写得很直接:仪器上显示的数字,只有在仪器校正好、量法正确、探头保养得当时才是对的。pH 电极用久了反应会变差,美国地质调查局(USGS)的测量手册要求用两种以上的标准液校正。溶氧膜头、pH 电极都是耗材,会老化、要更换;pH 球泡破了就无法修复。建议每隔一段时间,用手持式仪器在同一个位置比对一次读数。

装错位置:量到的不是鱼虾感受到的水

同一口池子,溶氧会随深度、位置、时间不同:一般是池底比表层低、上风处比下风处低,靠近岸边的读数通常也比池中央低。SRAC 建议手持测量时,至少离岸边约 60 厘米、在水面下约 30~45 厘米量,也不要在增氧机旁边量。固定式传感器的道理一样:不要装在水车正前方或进水口旁边,而且要固定在同一个位置,才看得出一天天的趋势。比起追求单次读数多准,同一个位置、同一个时间的趋势更有参考价值。

水监包怎么处理附着

水监包采用循环自清洁设计(实用新型专利第 M617481 号):测量前先处理水样,减少悬浮物、降低微生物附着;测量后自动启动清洗程序,去除附着在传感探头上的微生物,减少生物膜滋生。这能减少下水刷探头的次数,但不是从此不用保养:传感探头仍需定期校正,溶氧膜头也要定期更换。

选购前要确认的 6 件事

要确认的事可以问厂商的问题
1. 要量哪些项目能不能只选我需要的项目?之后可以加装吗?
2. 淡水还是咸水我的池水盐度,探头量程够不够?氨氮在咸水里准不准?
3. 清洁与校正探头多久要清、多久要校正?耗材多久换一次?
4. 供电与通信池边没有电、信号差,还能不能用?断线时数据会不会不见?
5. 告警数值异常时怎么通知我?阈值可以自己设吗?
6. 能不能接控制溶氧低时能不能自动开水车?要另外买什么?

1. 要量的项目

先从溶氧、水温开始,再依池子的问题加上 pH、氨氮、盐度或藻类。选可以分开买、之后再加装的设计,比较不会花冤枉钱。

2. 淡水或咸水

这是最容易买错的地方。淡水用的电导率、盐度探头放进海水、半咸水,可能直接超出量程;溶氧读数也要依盐度修正;电极法的氨氮在咸水里会受干扰。养南美白对虾、虱目鱼、石斑等半咸水或海水物种,买之前请把池水盐度告诉厂商。

3. 清洁与校正

问清楚有没有自动清洁、多久要人工清一次、怎么校正、耗材多久换一次。下水刷探头的人工和时间,也要一起算进成本。

4. 供电与通信

很多鱼塘池边没有插座、手机信号也不稳。要确认设备能不能用太阳能、有几种通信方式可选,以及断线时数据会不会先存起来、恢复连接再补传。各种通信方式的差别,可以参考〈物联网通信技术比较〉。

5. 告警

确认阈值能不能自己设、用什么方式通知、手机上看不看得懂。水监包可依你设置的阈值,在数值异常时以 App 推送、短信或 Email 等方式通知;App 与云端平台支持多语言界面。

6. 能不能接控制

只量不控,半夜收到通知还是得爬起来开水车。要确认传感器能不能和控制设备联动、需要哪些配备,以及大型电机怎么接线。

量到的数据怎么用?

告警:让手机替你半夜巡池

先依鱼种与养殖阶段,设置溶氧、水温、pH 等项目的阈值,数值一越线,手机就收到通知。也要留意趋势:同一个时间的溶氧连续几天往下掉,往往比某一次的低点更值得注意。

调整投喂、换水与开增氧机的参考

水质数据可以作为调整投喂、换水与打开增氧机的参考。清晨溶氧连续偏低、氨氮慢慢累积、藻类指标突然变化,都是该回头检查喂量、换水与水车开法的信号;最后怎么做,仍要配合现场观察鱼虾的吃食与活动。

溶氧一低,水车自己开:搭配智能控制盒

水监包搭配智能控制盒,可以在手机上设置“溶氧低于设置值,就打开增氧机、水车”的规则(依水质数据自动控制设备,需选购 LoRa 通信版本)。增氧机、水车等大功率或三相电机,由合格电工以外部电路接线。

使用上有两个安全建议:夜间与清晨是溶氧最容易偏低的时段,建议用定时设置让水车在这段时间保持运转,溶氧规则只负责在溶氧偏低时“加开”设备,不要靠它来关闭水车;探头脏污时溶氧读数可能偏高,仍请定期清洁探头,并用手持式溶氧计比对读数。

停电时:传感器有电,水车不一定有

整场停电时,增氧机、水车一起停摆,溶氧可能很快下降,这是水质传感器之外的另一个风险。停电要怎么第一时间知道、怎么准备备援,请参考〈鱼塘停电不是小事〉;延电的断电报警模块停电后仍能发报的是内置 SIM 通信的 NB-IoT 版与 4G 版。

和既有系统串在一起

已经有自己的管理系统,水监包可提供 API 与 MCP,将监测数据串接至既有管理系统或 AI 工具。想了解各类农业传感器的全貌,可以参考〈农业传感器有哪些〉。

常见问题

Q1:有了水质传感器,还需要自己用试剂测吗?

需要。在线传感器的强项是连续测量、及早发现变化;试剂与手持仪器则用来定期比对、确认读数有没有偏掉。氨氮在半咸水、海水中会受离子干扰,更建议定期以试剂法比对。

Q2:一天量几次才够?

SRAC 建议高密度鱼池在养殖季每天至少量天亮与傍晚两次,天热时夜里可能要每一、两个小时量一次。人工很难做到,所以才需要依定时自动测量、数据自动上传的设备。

Q3:有自清洁,是不是就不用保养?

不是。循环自清洁能减少人工清洁的次数,但传感探头属于耗材,仍需定期校正;溶氧膜头需定期更换,pH 球泡损坏后无法修复。

Q4:半咸水、海水的池子可以用吗?

海水与半咸水的电导率、盐度远高于淡水,探头量程需依水域确认。水监包用在半咸水、海水时,探头量程请先咨询;请告诉我们池水盐度与养殖物种,我们再建议配置。

Q5:溶氧低的时候可以自动开水车吗?

可以。选购 LoRa 通信版本并搭配智能控制盒,可在溶氧低于设置值时自动启动增氧机、水车等设备;大功率或三相电机由合格电工以外部电路接线。

Q6:鱼塘旁边没有电、信号也不好,可以装吗?

可以。水监包标配太阳能供电,也可接市电或外置电池,不需要水路、电路施工;通信可依现场信号选 LoRa、NB-IoT、4G 或 Wi-Fi,网络不稳时数据先暂存在设备中。

想找一套顾池的水质传感器?

选水质传感器,重点不是项目多、规格漂亮,而是量得准、保养得来、异常时叫得醒你,必要时还能帮你把水车打开。水监包 AquaPack 是具专利循环自清洁的水质传感系统,提供一年质保,质保期内故障直接寄新品替换,实际质保条件以报价单为准。

想先看看手机和云端平台上的画面,可以申请演示账号;也欢迎告诉我们水域型态与养殖鱼种,我们提供建议配置与报价。

参考资料