[发明专利]一种用于水养殖的高效溶氧系统及其动态智能控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水养殖溶氧控制系统，具体涉及一种用于水养殖的高效溶氧系统及其动态智能控制方法。

背景技术

随着现代科技以及水产业的飞速发展，近年来各国开展工厂化养殖的规模日益扩大，而新型的养殖技术在提高鱼类产量和降低能耗、节约水源等方面取得的成效令人瞩目。

中国是水产养殖大国，水产养殖产量占全球产量的62%以上，全国养殖产量占总渔业产量73%。目前水产养殖模式还主要以粗放型养殖为主，工厂化养殖产量只占总养殖产量的0.85%，但是粗放型养殖模式有效率较低、饲料转化率较差、抗风险能力低（如：气候及自然灾害等）、环保压力等特点。因此，粗放的水产养殖需要转向精细化科学化的工厂化养殖模式。

目前，工厂化养殖日益受到国内外专家学者的普遍关注，被认为是解决养殖业与环境和谐问题的出路之一。

溶氧一直以来都是水产养殖的核心要素，溶氧的高低直接关系到养殖水产的成活率的高低和产量的多少。在淡水中，15℃下水体氧饱和度为10.07mg/L，25℃下水体氧饱和度为8.25mg/L；在海水中，15℃下水体氧饱和度为8.13mg/L，25℃下水体氧饱和度为6.76mg/L。研究表明，对鲑鱼科如鲑鱼、鳟鱼和其它鱼类如鲈鱼和海鲷等，水中85%氧饱和度时未出现不良影响；75%氧饱和度时食欲减退；60%氧饱和度时食欲增强，生长率下降；40%氧饱和度时无食欲，死亡率高；30%氧饱和度时大量死。

因此，研究开发一种可靠的养殖水体溶解氧监测和控制系统对渔业生产至关重要。

发明内容

本发明提供一种用于水养殖的高效溶氧系统及其动态智能控制方法，该系统及方法解决了现有技术养殖过程通过人工进行水质监测的问题，能够实现自动化控制，有效节省人力，可以有效地减少鱼塘日常管理及成本。

为了达到上述目的，本发明提供了一种用于水养殖的高效溶氧系统，该系统包含：若干高曝溶氧水制备设备，调频泵、氧气传感器和PLC控制器。

其中，所述的高曝溶氧水制备设备包含：氧气平衡罐，与所述的氧气平衡罐连接的溶氧发生器，与所述的溶氧发生器和氧气平衡罐连接的气态溶氧平衡装置，与所述的气态溶氧平衡装置和溶氧发生器连接的气液界面发生器，以及与所述的气液界面发生器、溶氧发生器和氧气平衡罐均连接的水汽分离器。

其中，所述的氧气传感器设置在养殖水中。

其中，所述的调频泵与溶氧发生器连接，用于调节输送至养殖水中的高曝溶氧水的量。

其中，所述的PLC控制器与所述的气态溶氧平衡装置、气液界面发生器、调频泵和氧气传感器电连接。

其中，所述的气态溶氧平衡装置控制所述的氧气平衡罐输送至溶氧发生器的氧气的压力。

在使用状态时，氧气从所述的氧气平衡罐输送至所述的溶氧发生器，与原水在溶氧发生器中混合得到溶氧水，所述的气态溶氧平衡装置和溶氧发生器分别将未溶解的气态氧和溶氧水输送至所述的气液界面发生器，进行混合，得到高曝溶氧水，高曝溶氧水在所述的水汽分离器进行高曝溶氧水和未溶解的氧气分离，未溶解的氧气输送至氧气平衡罐循环利用，高曝溶氧水输送至所述的溶氧发生器再次循环，直至溶氧发生器内的高曝溶氧水中的氧含量达到预设浓度值，得到的高曝溶氧水经调频泵调控输送至养殖水中。

在使用状态时，所述的气态溶氧平衡装置用于检测未溶解的气态氧的含量，根据预设的未溶解的气态氧含量值，控制所述的氧气平衡罐输送的氧气压力。

所述的溶氧发生器上设有：用于分别检测所述的溶氧发生器内的氧含量和液位的氧气监测装置和液位监测仪。

所述的氧气监测装置和液位监测仪与所述的PLC控制器电连接。

所述的气态溶氧平衡装置设置在所述的氧气平衡罐上；所述的未溶解的气态氧从所述的氧气平衡罐的上部经所述的气态溶氧平衡装置输送至所述的气液界面发生器。

其中，所述的氧气平衡罐输送氧气的氧气压力为0.02MPa~0.05MPa。

其中，所述的气态溶氧平衡装置检测氧气的浓度范围为0~50%。

其中，所述的氧气平衡罐与溶氧发生器之间设有：用于控制氧气输送开启和关闭的气液薄膜开关。

其中，所述的气态溶氧平衡装置控制所述的气液薄膜开关的开启和关闭。

在使用状态时，当所述的气态溶氧平衡装置检测的未溶解的气态氧的含量大于或等于预设的未溶解的气态氧含量值时，控制所述的气液薄膜开关关闭。

当所述的气态溶氧平衡装置检测的未溶解的气态氧的含量小于预设的未溶解的气态氧含量值时，控制所述的气液薄膜开关开启。