Frodig grønn salat trives i næringsløsninger i dyrkingstanker, alt kontrollert av flere stillegående vannkvalitetssensorer.
I et universitetslaboratorium i Jiangsu-provinsen vokser en salatkulde kraftig uten jord, takket være et hydroponisk smart overvåkingssystem basert på smalbåndet IoT-teknologi. Forsker Zhang Jing forklarte at systemet bruker flere vannkvalitetssensorer for å overvåke næringsløsningsparametere i sanntid, kombinert med fuzzy kontrollmetoder for automatisk å justere vannkvaliteten i henhold til avlingens behov.
Etter hvert som hydroponisk teknologi blir mer utbredt, spiller disse diskrete vannkvalitetssensorene en stadig viktigere rolle. Fra profesjonelle forskningsinstitusjoner til vanlige husholdninger forvandler smarte hydroponiske systemer stille og rolig tradisjonelle jordbruksmetoder.
01 Nåværende status for hydroponisk teknologi
Sammenlignet med tradisjonell jorddyrking muliggjør hydroponikk raskere avlingsvekst og reduserer skadedyrproblemer. Siden avlinger kontinuerlig absorberer næringsstoffer fra næringsløsningen, er det viktig å overvåke vannkvalitetsparametrene til den hydroponiske næringsløsningen raskt og nøyaktig, og etterfylle næringsstoffer etter behov.
I de senere årene, med utviklingen av sensorteknologi og kostnadsreduksjoner, har smarte hydroponiske systemer begynt å flytte fra forskningsinstitusjoner til vanlige husholdninger.
Et typisk smart hydroponisk system består vanligvis av tre hovedkomponenter: sensorer, kontrollere og aktuatorer.
Blant disse er sensorer ansvarlige for å samle inn ulike vannkvalitetsparametere, og fungerer som systemets «øyne» og «ører». Deres nøyaktighet og stabilitet avgjør direkte om hele det hydroponiske systemet lykkes eller ikke.
02 Detaljert oversikt over kjernesensorer
pH-sensorer
pH-verdien er avgjørende for vekst av avlinger i hydroponikk. Som alle i akvakultur vet, er det optimale pH-området for vannforekomster mellom 7,5 og 8,5.
pH-vannkvalitetssensorer registrerer hydrogenionkonsentrasjonen i målte stoffer og konverterer den til tilsvarende brukbare utgangssignaler.
H+-ioner i løsningen samhandler med sensorens elektrode for å produsere et spenningssignal, og spenningsstørrelsen er proporsjonal med H+-konsentrasjonen. Ved å måle spenningssignalet kan den tilsvarende pH-verdien i løsningen oppnås.
Spesialiserte pH-sensorer designet for hydroponiske applikasjoner er kommersielt tilgjengelige, for eksempel automatiske hydroponiske pH-sensorer som støtter standard kommunikasjonsprotokoller, med måleområder på 0–14,00 pH og oppløsning på opptil 0,01 pH, noe som muliggjør presis overvåking og kontroll.
Sensorer for oppløst oksygen
Oppløst oksygen er en nøkkelfaktor for sunn rotvekst i hydroponiske avlinger. Vannforekomster som ikke er forurenset av oksygenforbrukende stoffer, holder oppløst oksygen på metningsnivåer.
Sensorer for oppløst oksygen måler mengden oksygen oppløst i vann.
Oksygenmolekyler fra den målte løsningen trenger gjennom sensorens selektive membran og gjennomgår tilsvarende reduksjons- eller oksidasjonsreaksjoner ved den interne katoden og anoden, samtidig som de genererer strømsignaler. Strømstyrken er proporsjonal med konsentrasjonen av oppløst oksygen.
Profesjonelle sensorer for oppløst oksygen er tilgjengelige i forskjellige utførelser: noen tåler tøffe miljøforhold samtidig som de gir utmerket nøyaktighet; andre er optimalisert for responstid, egnet for stikkprøvekontroll og analytiske applikasjoner.
Ionkonsentrasjonssensorer
Ionkonsentrasjonssensorer er viktig utstyr for å overvåke sammensetningen av næringsløsninger. Konsentrasjonene av spesifikke ioner som nitrat, ammonium og klorid påvirker direkte veksten av avlinger.
For eksempel kan spesialiserte ammoniumionsensorer måle ammoniuminnhold i naturlig vann, overflatevann, grunnvann og ulike landbruksapplikasjoner.
Et patent for en ionkonsentrasjonssensor for hydroponiske løsninger fra et landbruksuniversitet integrerer ionelektroder, temperatursensorer og pH-sensorer, noe som muliggjør rask forståelse av endringer i ionkonsentrasjon, temperaturvariasjoner og pH-endringer i hydroponiske løsninger.
Elektrisk konduktivitetssensorer (EC)
Elektrisk ledningsevne er en nøkkelindikator som måler den totale ionkonsentrasjonen i næringsløsningen, og reflekterer direkte næringsløsningens fruktbarhetsnivå.
Automatiske EC-transmittere spesielt utviklet for landbruksvanning og hydroponikk tilbyr måleområder på opptil 0–4000 µS/cm, støtter standard utgangsprotokoller, kan kobles til doseringspumper/-ventiler og styre pumpe-/ventilbrytere.
Temperatur- og turbiditetssensorer
Temperatur påvirker rotveksten og metabolsk aktivitet i avlingen, mens turbiditet gjenspeiler mengden suspenderte partikler i næringsløsningen.
I smarte hydroponiske drivhusprosjekter kan utviklere bruke høypresisjons digitale temperatur- og fuktighetssensormoduler, med en typisk temperaturnøyaktighet på ±0,3 ℃ og en oppløsning på 0,01 ℃.
Spesialiserte turbiditetssensorer kan brukes med multiparameterinstrumenter for å overvåke turbiditetsnivået i næringsløsninger.
03 Integrerte applikasjoner i smarte systemer
Data fra individuelle sensorer er ofte utilstrekkelige til å gjenspeile det komplette hydroponiske miljøet på en helhetlig måte, noe som gjør multisensorfusjon til en voksende trend innen smarte hydroponiske systemer.
Flerparameterprober med kostnadseffektive design kan enkelt integreres med kontrollsystemer og telemetrisystemer, og er egnet for langsiktig utplassering.
Forskningsteam har utviklet IoT-baserte smarte overvåkingssystemer for hydroponikk som bruker mobilapplikasjonsgrensesnitt for sanntidsovervåking av hydroponiske miljøparametere, kombinert med intelligente kontrollmetoder for å justere vannkvalitetsparametere for næringsløsninger basert på driftserfaring og avlingsbehov.
Testresultater viser at når slike systemer regulerer næringsløsninger, kan viktige parametere som pH og elektrisk ledningsevne opprettholde stabile forhåndsinnstilte verdier innenfor rimelige tidsrammer.
04 Tekniske utfordringer og fremtidige trender
Selv om hydroponisk sensorteknologi har gjort betydelige fremskritt, gjenstår det flere utfordringer. Langsiktig stabilitet, antifouling-kapasitet og kalibreringsfrekvens for sensorer er viktige problemer i praktiske anvendelser.
Spesielt ioneselektive elektroder er utsatt for interferens fra andre ioner og krever regelmessig kalibrering.
Fremtidens hydroponiske sensorer vil utvikle seg mot multifunksjonalitet, intelligens og kostnadsreduksjon.
Avanserte sensorsystemer muliggjør allerede høytytende måling av ulike parametere, inkludert klorofyll, pigmenter, fluorescens, turbiditet og mer.
I mellomtiden, med utviklingen av åpen kildekode-prosjekter, synker barrierene for smarte hydroponiske systemer, noe som gjør det mulig for flere mennesker å delta i denne landbrukstransformasjonen.
I dag begynner stadig flere byboere å eksperimentere med hydroponikk hjemme. På boligbalkonger i diverse byer vokser bladgrønnsaker kraftig i smarte hydroponiske tanker basert på populære mikrokontrollerplattformer.
«Vannkvalitetssensorer er kjernen i hydroponiske systemer – de er som plantenes «smaksløker», som forteller oss hvilke næringsstoffer som trenger justering», beskrev en entusiast.
Kontinuerlige gjennombrudd innen sensorteknologi gjør presisjonslandbruk fra et ideal til virkelighet.
Vi kan også tilby en rekke løsninger for
1. Håndholdt måler for vannkvalitet med flere parametere
2. Flytende bøyesystem for vannkvalitet med flere parametere
3. Automatisk rengjøringsbørste for vannsensor med flere parametere
4. Komplett sett med servere og trådløs programvaremodul, støtter RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWAN
For mer vannsensor informasjon,
Ta kontakt med Honde Technology Co., LTD.
Email: info@hondetech.com
Selskapets nettside:www.hondetechco.com
Tlf: +86-15210548582
Publisert: 07. november 2025