一种用于池塘的溶解氧实时控制装置及控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于池塘的溶解氧实时控制装置及控制方法，包括微处理器、存储器、设于池塘中的第一增氧机、若干个检测装置和设于池塘上的第二增氧机；所述池塘上设有轨道，轨道上设有电动小车，电动小车与第二增氧机连接；池塘呈长方形，池塘的一对角之间设有导管，导管两端均伸入水中，导管上设有水泵；每个检测装置均包括伸入水中的溶解氧传感器和水温传感器；微处理器分别与存储器、第一增氧机、各个溶解氧传感器、各个水温传感器、第二增氧机、水泵和电动小车电连接。本发明专利技术具有可实时对池塘的溶解氧进行控制，水中的溶解氧量稳定，为鱼类的健康成长提供保证的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水产养殖
，尤其是涉及一种检测精度高，可有效保证水中的含氧量稳定的用于池塘的溶解氧实时控制装置及控制方法。
技术介绍
溶解氧是渔业水的一项重要的水质指标，溶氧状况对水质和养殖生物的生长均有重要影响。随着池塘养殖的迅速发展，池塘溶解氧作为养殖水域必控的水环境因子越来越受到重视。目前对池塘溶解氧多数采用定时、定点测量，对溶解氧动态变化的辨识，主要基于养殖管理人员对池塘内养殖生物活动变化的观察来识别的。上述控制方式常常会造成对养殖生物生长发育的不良影响。因此，如何做到及时掌握池塘水域溶解氧的动态变化规律，在池塘缺氧之前进行池塘溶解氧的事前预测是水产养殖生产中迫切需要解决的问题。中国专利授权公开号：CN202680251U，授权公开日2013年1月23日，公开了一种水溶解氧控制装置，包括增氧容器与养殖容器，所述的增氧容器与养殖容器之间分别通过回水管与进水管相连通，所述的增氧容器内填充有氧气，所述的进水管进入所述的增氧容器内的管口具有喷淋结构和/或雾状喷射结构，所述的回水管具有连通器结构并通过汇集水形成对位于所述的增氧容器内氧气的液封，所述的养殖容器内的水通过水泵打入所述的增氧容器后通过喷淋充氧后通过所述的回水管回流至所述的养殖容器内。该专利技术的不足之处是，功能单一，无法实时动态增氧。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的是为了克服现有技术中的定时、定点测量增氧造成养殖生物生长发育不良的不足，提供了一种检测精度高，可有效保证水中的含氧量稳定的用于池塘的溶解氧实时控制装置及控制方法。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种用于池塘的溶解氧实时控制装置，包括微处理器、存储器、设于池塘中的第一增氧机、若干个检测装置和设于池塘上的第二增氧机；所述池塘上设有轨道，轨道上设有电动小车，电动小车与第二增氧机连接；池塘呈长方形，池塘的一对角之间设有导管，导管两端均伸入水中，导管上设有水泵；每个检测装置均包括伸入水中的溶解氧传感器和水温传感器；微处理器分别与存储器、第一增氧机、各个溶解氧传感器、各个水温传感器、第二增氧机、水泵和电动小车电连接。本专利技术可以实时检测水温和水中的溶解氧含量，当W＜Y1并且Mmax＜T1，则微处理器控制第一增氧机和水工作，水泵将池塘一个角部的水抽到另一个角部，使池塘的水循环流动；时间Z1后，微处理器控制第一增氧机和水泵停止工作；当W＜Y1并且Mmax≥T1，则微处理器控制第一增氧机工作，同时控制第二增氧机在电动小车的带动下沿池塘上表面边缘循环增氧；时间(1+A％)Z1后，微处理器控制第一增氧机和水泵停止工作；其中，A为10至50，(1+A％)Z1＜T。因此，本专利技术可以综合考虑水温和溶解氧检测数值，并对池塘中的溶解氧进行控制，实现实时动态增氧，从而使水中的溶解氧量稳定，为鱼类的健康成长提供保证。作为优选，还包括氧气浓度传感器和报警器，氧气浓度传感器和报警器均与微处理器电连接。氧气浓度高时，微处理器控制进行第二增氧控制过程，可以有效提高增氧效率，节约电费。作为优选，所述电动小车包括平台，设于平台下部的4个滚轮、固定钢索、电机和设于两个滚轮之间的转轴；电机与转轴连接，平台上设有控制芯片和第一无线收发器，还包括第二无线收发器，第二无线收发器与微处理器电连接，控制芯片分别与电机和第一无线收发器电连接，第一无线收发器和第二无线收发器无线连接。作为优选，轨道沿池塘边缘设置并呈椭圆形；各个检测装置呈矩阵状排列。各个检测装置呈矩阵状排列，使检测的溶解氧和水温信号值更加准确，有效降低误差。第一增氧机和第二增氧机均为叶轮式，第一增氧机用于在池塘中部增氧，第二增氧机用于在池塘边缘处运动增氧，从而使整个池塘的含氧量更加均匀；工作时叶轮旋转，搅拌水，产生水花，并靠旋转产生的离心力，使上层水向周边扩散，下层水补缺形成水上下循环。含氧量较高的表层水进入底层后，有效改善底层水的溶氧状况。一种用于池塘的溶解氧实时控制装置的控制方法，包括第一增氧控制过程，步骤如下：(5-1)存储器中设有溶解氧阈值Y1和水温阈值T1；微处理器每隔时间T循环采集各个检测装置的溶解氧传感器检测的溶解氧信号S(t)和水温传感器检测的水温值M；微处理器计算各个S(t)的平均信号S(t)′，各个水温值M的最大值Mmax；(5-2)微处理器在S(t)′中选取若干个时间间隔为Δt的采样值，各个采样值按照时间先后顺序排列构成检测信号I(t)；(5-3)将I(t)输入预存于存储器中相干共振系统模型中，使相干共振系统模型产生共振，得到V(t)；(5-4)微处理器利用相干共振系数计算公式计算R(t)；(5-5)微处理器画出R(t)的相干共振曲线，微处理器选取相干共振系数最大值Pmax，选取与Pmax相对应的噪声强度作为相干共振系数特征值W，将W存储到存储器中；(5-6)当W＜Y1并且Mmax＜T1，则微处理器控制第一增氧机和水工作，水泵将池塘一个角部的水抽到另一个角部，使池塘的水循环流动；时间Z1后，微处理器控制第一增氧机和水泵停止工作；当W＜Y1并且Mmax≥T1，则微处理器控制第一增氧机工作，同时控制第二增氧机在电动小车的带动下沿池塘上表面边缘循环增氧；时间(1+A％)Z1后，微处理器控制第一增氧机和水泵停止工作；其中，A为10至50，(1+A％)Z1＜T。作为优选，步骤(5-2)还包括如下步骤；对于I(t)中第一个采样值和最后一个采样值之外的每个采样值ES(t1)，利用公式计算平稳系数ratio；微处理器中预先设有依次增大的权重阈值0.5，1和1.5；对于ratio位于[1-A1，1+A1]范围内的采样值，将采样值修正为B1ES(t1)，B1为小于0.4的实数；对于ratio位于(0.5，1-A1)或(1+A1，1.5)范围内的采样值，将采样值修正为B2ES(t1)，用修正过的各个采样值代替I(t)中的对应采样值，得到经过修正的检测信号I(t)。本专利技术可以实时检测水温和水中的溶解氧含量，并对检测的数据进行误差修正，从而确保检测的精度。最为优选，还包括氧气浓度传感器和报警器，氧气浓度传感器和报警器均与微处理器电连接；存储器中设有氧气阈值C，氧气浓度传感器检测氧气浓度信号值P，当P＞C，微处理器控制第一增氧控制过程终止，执行第二增氧控制过程；第二增氧控制过程包括如下步骤：微处理器控制第一增氧机和第二增氧机同时开始工作，工作时间为2T至4T，其中，第二增氧机在电动小车的带动下沿池塘上表面运动增氧；第二增氧控制过程结束后，微处理器控制执行第一增氧控制过程。作为优选，还包括氧气浓度传感器和报警器，氧气浓度传感器和报警器均与微处理器电连接；步骤(5-1)和(5-2)之间还包括如下步骤：氧气浓度传感器检测氧气浓度信号x(t)，微处理器提取x(t)在时间段t1内的信号x(t)t1，S(t)′在时间段t1内的信号S(t)t1；如果x(t)t1和S(t)t1的变化无正比关系，则微处理器控制报警器报警。作为优选，所述相干共振系统模型为其中，VT是放电阈值常量，τ是细胞膜时间常数，μτ是静息电位，ξ(t)是高斯噪声；当VR＜VT时，VR是放电后细胞膜静息电位，M(t)是共振模型的谐振子，其定义为：作为优选，所述相干共振系数公式为其中，[V(t+y/2)]′为[V(t+本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于池塘的溶解氧实时控制装置，其特征是，包括微处理器(1)、存储器(2)、设于池塘中的第一增氧机(3)、若干个检测装置(4)和设于池塘上的第二增氧机(5)；所述池塘上设有轨道，轨道上设有电动小车(6)，电动小车与第二增氧机连接；池塘呈长方形，池塘的一对角之间设有导管，导管两端均伸入水中，导管上设有水泵(10)；每个检测装置均包括伸入水中的溶解氧传感器(41)和水温传感器(42)；微处理器分别与存储器、第一增氧机、各个溶解氧传感器、各个水温传感器、第二增氧机、水泵和电动小车电连接。

【技术特征摘要】
1.一种用于池塘的溶解氧实时控制装置，其特征是，包括微处理器(1)、存储器(2)、设于池塘中的第一增氧机(3)、若干个检测装置(4)和设于池塘上的第二增氧机(5)；所述池塘上设有轨道，轨道上设有电动小车(6)，电动小车与第二增氧机连接；池塘呈长方形，池塘的一对角之间设有导管，导管两端均伸入水中，导管上设有水泵(10)；每个检测装置均包括伸入水中的溶解氧传感器(41)和水温传感器(42)；微处理器分别与存储器、第一增氧机、各个溶解氧传感器、各个水温传感器、第二增氧机、水泵和电动小车电连接。2.根据权利要求1所述的用于池塘的溶解氧实时控制装置，其特征是，还包括氧气浓度传感器(7)和报警器(8)，氧气浓度传感器和报警器均与微处理器电连接。3.根据权利要求1所述的用于池塘的溶解氧实时控制装置，其特征是，所述电动小车包括平台(61)，设于平台下部的4个滚轮(62)、固定钢索(63)、电机(64)和设于两个滚轮之间的转轴；电机与转轴连接，平台上设有控制芯片(65)和第一无线收发器(66)，还包括第二无线收发器(9)，第二无线收发器与微处理器电连接，控制芯片分别与电机和第一无线收发器电连接，第一无线收发器和第二无线收发器无线连接。4.根据权利要求1或2或3所述的用于池塘的溶解氧实时控制装置，其特征是，轨道沿池塘边缘设置并呈椭圆形；各个检测装置呈矩阵状排列。5.一种适用于权利要求1所述的用于池塘的溶解氧实时控制装置的控制方法，其特征是，包括第一增氧控制过程，步骤如下：(5-1)存储器中设有溶解氧阈值Y1和水温阈值T1；微处理器每隔时间T循环采集各个检测装置的溶解氧传感器检测的溶解氧信号S(t)和水温传感器检测的水温值M；微处理器计算各个S(t)的平均信号S(t)′，各个水温值M的最大值Mmax；(5-2)微处理器在S(t)′中选取若干个时间间隔为Δt的采样值，各个采样值按照时间先后顺序排列构成检测信号I(t)；(5-3)将I(t)输入预存于存储器中相干共振系统模型中，使相干共振系统模型产生共振，得到V(t)；(5-4)微处理器利用相干共振系数计算公式计算R(t)；(5-5)微处理器画出R(t)的相干共振曲线，微处理器选取相干共振系数最大值Pmax，选取与Pmax相对应的噪声强度作为相干共振系数特征值W，将W存储到存储器中；(5-6)当W＜Y1并且Mmax＜T1，则微处理器控制第一增氧机和水工作，水泵将池塘一个角部的水抽到另一个角部，使池塘的水循环流动；时间Z1后，微处理器控制第一增氧机和水泵停止工作；当W＜Y1并且Mmax≥T1，则微处理器控制第一增氧机工作，同时控制第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯海林，李剑，方益明，杜晓晨，
申请(专利权)人：浙江农林大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33