養殖用的水質感應器,是放在魚塘、蝦池裡全天自動量測溶氧、水溫、pH 等項目,數值一不對就通知你的設備;因為池水的溶氧和 pH 一天之內會大起大落,最危險的時候常在半夜到清晨,人不可能整晚守在池邊,所以要連續量,而不是一天量一兩次。
顧過池的人都知道,魚出事常在天快亮的時候:前一晚還好好的,清晨才發現魚在浮頭。水質感應器要幫你省下的,就是整晚提心吊膽、一趟一趟半夜巡池這件事。以下從顧池的角度,說明該量哪些項目、探頭為什麼常常量不準、選購前要確認什麼,以及數據怎麼用。
魚塘最該量哪些項目?
水質感應器不是裝越多項目越好。每一個數字都應該回答一個問題:要不要開水車?要不要少餵一點?要不要換水?先想清楚每一項和日常管理的關係,再決定要量什麼。
溶氧:最要緊的一項
溶氧是養殖水質裡最受重視的項目。白天藻類行光合作用,把氧氣放進水裡;到了晚上沒有陽光,藻類、魚蝦和池底的微生物都在消耗氧氣,溶氧一路往下掉。所以一般魚池的溶氧,傍晚最高、天亮前最低。炎熱、陰天、沒有風的日子,或是藻類突然大量死亡(倒藻)之後,溶氧更容易不夠;剛投餵完,魚蝦耗氧增加,溶氧也會跟著下降。
連續量測的好處,是半夜兩點溶氧開始往下掉的時候你就知道,而不是清晨看到浮頭才發現。至於溶氧低到多少算危險,依魚種、大小與水溫不同,請以當地水產試驗單位或飼料、種苗業者的建議為準。
水溫:讀懂溶氧的鑰匙
水溫越高,水裡能溶進的氧氣越少,魚蝦的代謝和耗氧卻越大。美國新墨西哥州立大學推廣單位的資料舉例:11°C 的水,能溶進的氧氣比 27°C 的水多約 40%。所以夏天的夜裡特別要注意溶氧;寒流來時,水溫本身也是要盯的風險。FAO 的養殖手冊也建議,量溶氧時要同時量水溫,兩個數字一起看才準。
pH:看一天的起伏,不只看一個數字
池水的 pH 和溶氧一樣會跟著日夜變化: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,所以通常天亮時最低、傍晚最高。pH 還會影響氨的毒性,所以適合連續量、看趨勢,而不是一天只量一次。
氨氮:要和 pH、水溫一起看
氨氮主要來自殘餌、魚蝦的排泄物和池底有機物分解。水中的氨有兩種形式,對魚蝦毒性比較強的是非離子氨,它占的比例會隨 pH 和水溫升高而增加。同樣的氨氮讀數,在 pH 高、水溫高的時候風險更大,所以氨氮一定要和 pH、水溫一起判讀。
在線氨氮探頭多半是電極法,適合追蹤氨氮慢慢累積的趨勢;在半鹹水、海水中,水裡的鈉、鉀等離子會干擾電極讀數。建議定期用試劑法比對,需要精確數字時仍以試劑或送驗為準。
電導度與鹽度:下雨、補水後最明顯
電導度和鹽度反映水裡鹽分的多寡。半鹹水池遇到大雨或引淡水補水,鹽度可能短時間內改變;淡水池則可以從電導度看出水是否慢慢變「濃」。海水、半鹹水的電導度比淡水高出很多,探頭量程必須配合水域。
藍綠藻與葉綠素:把「水色變了」變成數字
看水色,看的其實是池裡的藻類。藻類太少,白天產氧不足;藻類太濃或突然倒藻,溶氧可能急速下降。葉綠素與藍綠藻的感應,能把「水色變了」變成一條趨勢線,提早注意到。
以延電科技的水監包 AquaPack為例,可量測的項目有溶氧(DO)、酸鹼度(pH)、氨氮、水溫、電導度、鹽度、藍綠藻、葉綠素,依水域型態、養殖魚種與預算任選組合,只買需要的感應器。
為什麼探頭常常量不準?
很多養殖戶裝過感應器,最後卻不再相信上面的數字,原因通常是下面三件事。
探頭長青苔:生物附著
魚塘的水養分多、藻類多,探頭泡在水裡很快就長出黏膜、青苔,甚至小貝殼。法國海洋研究院(IFREMER)研究人員的整理指出,生物附著可能在一週內就影響感應器的量測質素。探頭髒了,數字就會慢慢偏掉;以溶氧來說,探頭髒污時讀數可能偏高,看起來「還夠」,增氧機就不會被啟動,這是最危險的情況。
沒有校正,數字只是數字
美國南方區域水產中心(SRAC)的溶氧量測說明寫得很直接:儀器上顯示的數字,只有在儀器校正好、量法正確、探頭保養得當時才是對的。pH 電極用久了反應會變差,美國地質調查所(USGS)的量測手冊要求用兩種以上的標準液校正。溶氧膜頭、pH 電極都是耗材,會老化、要更換;pH 球泡破了就無法修復。建議每隔一段時間,用手持式儀器在同一個位置比對一次讀數。
裝錯位置:量到的不是魚蝦感受到的水
同一口池子,溶氧會隨深度、位置、時間不同:一般是池底比表層低、上風處比下風處低,靠近岸邊的讀數通常也比池中央低。SRAC 建議手持量測時,至少離岸邊約 60 厘米、在水面下約 30~45 厘米量,也不要在增氧機旁邊量。固定式感應器的道理一樣:不要裝在水車正前方或進水口旁邊,而且要固定在同一個位置,才看得出一天天的趨勢。比起追求單次讀數多準,同一個位置、同一個時間的趨勢更有參考價值。
水監包怎麼處理附著
水監包採用循環自清潔設計(新型專利第 M617481 號):量測前先處理水樣,減少懸浮物、降低微生物附著;量測後自動啟動清洗程序,去除附著在感應頭上的微生物,減少生物膜滋生。這能減少下水刷探頭的次數,但不是從此不用保養:感應探頭仍需定期校正,溶氧膜頭也要定期更換。
選購前要確認的 6 件事
| 要確認的事 | 可以問廠商的問題 |
|---|---|
| 1. 要量哪些項目 | 能不能只選我需要的項目?之後可以加裝嗎? |
| 2. 淡水還是鹹水 | 我的池水鹽度,探頭量程夠不夠?氨氮在鹹水裡準不準? |
| 3. 清潔與校正 | 探頭多久要清、多久要校正?耗材多久換一次? |
| 4. 供電與通訊 | 池邊沒有電、訊號差,還能不能用?斷線時數據會不會不見? |
| 5. 告警 | 數值異常時怎麼通知我?門檻可以自己設嗎? |
| 6. 能不能接控制 | 溶氧低時能不能自動開水車?要另外買什麼? |
1. 要量的項目
先從溶氧、水溫開始,再依池子的問題加上 pH、氨氮、鹽度或藻類。選可以分開買、之後再加裝的設計,比較不會花冤枉錢。
2. 淡水或鹹水
這是最容易買錯的地方。淡水用的電導度、鹽度探頭放進海水、半鹹水,可能直接超出量程;溶氧讀數也要依鹽度修正;電極法的氨氮在鹹水裡會受干擾。養白蝦、虱目魚、石斑等半鹹水或海水物種,買之前請把池水鹽度告訴廠商。
3. 清潔與校正
問清楚有沒有自動清潔、多久要人工清一次、怎麼校正、耗材多久換一次。下水刷探頭的人工和時間,也要一起算進成本。
4. 供電與通訊
很多魚塘池邊沒有插座、手機訊號也不穩。要確認設備能不能用太陽能、有幾種通訊方式可選,以及斷線時數據會不會先存起來、恢復連線再補傳。各種通訊方式的差別,可以參考〈物聯網通訊技術比較〉。
5. 告警
確認門檻能不能自己設、用什麼方式通知、手機上看不看得懂。水監包可依你設定的門檻,在數值異常時以 App 推送、短訊或 Email 等方式通知;App 與雲端平台支援多國語言介面。
6. 能不能接控制
只量不控,半夜收到通知還是得爬起來開水車。要確認感應器能不能和控制設備連動、需要哪些配備,以及大型馬達怎麼接線。
量到的數據怎麼用?
告警:讓手機替你半夜巡池
先依魚種與養殖階段,設定溶氧、水溫、pH 等項目的門檻,數值一越線,手機就收到通知。也要留意趨勢:同一個時間的溶氧連續幾天往下掉,往往比某一次的低點更值得注意。
調整投餵、換水與開增氧機的參考
水質數據可以作為調整投餵、換水與開啟增氧機的參考。清晨溶氧連續偏低、氨氮慢慢累積、藻類指標突然變化,都是該回頭檢查餵量、換水與水車開法的訊號;最後怎麼做,仍要配合現場觀察魚蝦的吃食與活動。
溶氧一低,水車自己開:搭配智慧控制盒
水監包搭配智慧控制盒,可以在手機上設定「溶氧低於設定值,就開啟增氧機、水車」的規則(依水質數據自動控制設備,需選購 LoRa 通訊版本)。增氧機、水車等大功率或三相馬達,由合格電工以外部電路配線。
使用上有兩個安全建議:夜間與清晨是溶氧最容易偏低的時段,建議用排程讓水車在這段時間保持運轉,溶氧規則只負責在溶氧偏低時「加開」設備,不要靠它來關閉水車;探頭髒污時溶氧讀數可能偏高,仍請定期清潔探頭,並用手持式溶氧計比對讀數。
停電時:感應器有電,水車不一定有
整場停電時,增氧機、水車一起停擺,溶氧可能很快下降,這是水質感應器之外的另一個風險。停電要怎麼第一時間知道、怎麼準備備援,請參考〈魚塘停電不是小事〉;延電的斷電警示模組停電後仍能發報的是內建 SIM 通訊的 NB-IoT 版與 4G 版。
和既有系統串在一起
已經有自己的管理系統,水監包可提供 API 與 MCP,將監測數據串接至既有管理系統或 AI 工具。想了解各類農業感應器的全貌,可以參考〈農業感應器有哪些〉。
常見問題
Q1:有了水質感應器,還需要自己用試劑測嗎?
需要。在線感應器的強項是連續量測、及早發現變化;試劑與手持儀器則用來定期比對、確認讀數有沒有偏掉。氨氮在半鹹水、海水中會受離子干擾,更建議定期以試劑法比對。
Q2:一天量幾次才夠?
SRAC 建議高密度魚池在養殖季每天至少量天亮與傍晚兩次,天熱時夜裡可能要每一、兩個小時量一次。人工很難做到,所以才需要依排程自動量測、數據自動上傳的設備。
Q3:有自清潔,是不是就不用保養?
不是。循環自清潔能減少人工清潔的次數,但感應探頭屬於耗材,仍需定期校正;溶氧膜頭需定期更換,pH 球泡損壞後無法修復。
Q4:半鹹水、海水的池子可以用嗎?
海水與半鹹水的電導度、鹽度遠高於淡水,探頭量程需依水域確認。水監包用在半鹹水、海水時,探頭量程請先洽詢;請告訴我們池水鹽度與養殖物種,我們再建議配置。
Q5:溶氧低的時候可以自動開水車嗎?
可以。選購 LoRa 通訊版本並搭配智慧控制盒,可在溶氧低於設定值時自動啟動增氧機、水車等設備;大功率或三相馬達由合格電工以外部電路配線。
Q6:魚塘旁邊沒有電、訊號也不好,可以裝嗎?
可以。水監包標配太陽能供電,也可接市電或外接電池,不需要水路、電路施工;通訊可依現場訊號選 LoRa、NB-IoT、4G 或 Wi-Fi,網絡不穩時數據先暫存在設備中。
想找一套顧池的水質感應器?
選水質感應器,重點不是項目多、規格漂亮,而是量得準、保養得來、異常時叫得醒你,必要時還能幫你把水車打開。水監包 AquaPack 是具專利循環自清潔的水質感應系統,提供一年保用,保用期內故障直接寄新品替換,實際保用條件以報價單為準。
想先看看手機和雲端平台上的畫面,可以申請示範帳戶;也歡迎告訴我們水域型態與養殖魚種,我們提供建議配置與報價。
參考資料
- FAO, Improving Pond Water Quality(FAO Training Series)
- Sallenave, R., Understanding Water Quality Parameters to Better Manage Your Pond(New Mexico State University, Guide W-104)
- Hargreaves, J.A. & Tucker, C.S., Measuring Dissolved Oxygen Concentration in Aquaculture(SRAC Publication No. 4601, 2002)
- U.S. Geological Survey, Measurement of pH(Techniques and Methods 9-A6.4)
- Delauney, L., Compère, C. & Lehaitre, M., Biofouling protection for marine environmental sensors(Ocean Science, 2010)
- A New Ammonium Smart Sensor with Interference Rejection(Sensors, 2020)