איך לבחור חיישן חמצן מומס לגידול דגים: מים מתוקים, מים מלוחים, והכל ביניהם

ראינו חקלאי שאיבד 4,000 ק”ג של ברמונדי בלילה אחד כי חיישן החמצן המומס שלו התחיל להתאכל במי מלח וקרא 5.8 mg/L כשרמת ה-DO בפועל צנחה ל-1.9 mg/L. גוף החיישן היה מפלדת אל-חלד 316, שמספיקה למים מליחים, אבל הוא הפעיל מי ים בריכוז מלא של 35 ppt מליחות. קורוזיית חרירים פגעה במעטפת החיישן לאורך שישה חודשים, מים חדרו לאלקטרוניקה, והקריאות סטו כלפי מעלה בלי שאף אחד שם לב. עד שהדגים התחילו ללקק את פני השטח, רובם כבר היו מעבר להצלה.

הסיפור הזה חרוט אצלנו כי הפתרון היה פשוט: להשתמש בחיישן עם גוף טיטניום המדורג לסביבות ימיות. החקלאי החליף את החיישן המואכל ביחידת טיטניום, ושלוש שנים אחר כך היא עדיין קוראת בדיוק. הפרש העלות בין שני החיישנים היה זניח. הדגים שאיבד היו שווים מעל $30,000.

חמצן מומס הוא הפרמטר הקריטי ביותר בגידול דגים. לא pH, לא אמוניה, לא טמפרטורה. אלה חשובים, בהחלט, אבל הם הורגים לאט לאורך ימים ושבועות. קריסת חמצן מומס הורגת תוך דקות. הדגים שלכם נושמים את המים האלה, וכשהחמצן נגמר, הם נחנקים. אין חיץ, אין חלון סבילות, אין המתנה עד הבוקר כדי לבדוק. אם אתם מתכוונים להשקיע בחיישן אחד לחווה שלכם, שיהיה חיישן DO. אם אתם מתכוונים לבחור נכון חיישן אחד, שיהיה הזה.

המדריך הזה מכסה את כל מה שלמדנו מפריסת חיישני חמצן מומס לגידול דגים בבריכות טילאפיה במים מתוקים, כלובי סלמון במי מלח, מתקני RAS מקורים וחוות שרימפסים. נעבור על הטכנולוגיה, החומרים, המפרטים שבאמת חשובים, ואלה שלא. ונהיה ספציפיים לגבי איזה חיישן מתאים לאיזה יישום, כי “זה תלוי” זו לא תשובה שימושית כשהדגים שלכם על הכף.

יסודות החמצן המומס: מה שמגדלי דגים באמת צריכים לדעת

לפני שנדבר על חיישנים, בואו נוודא שהיסודות ברורים. הבנת ההתנהגות של חמצן מומס במים משפיעה ישירות על איך שאתם פורסים ומפרשים את החיישנים שלכם.

איך חמצן נכנס למים (ולמה הוא עוזב)

חמצן מומס חודר למים דרך שני מסלולים עיקריים: דיפוזיה אטמוספרית בפני השטח ופוטוסינתזה של צמחי מים ואצות. הוא עוזב דרך נשימה של דגים, חיידקים ואורגניזמים אחרים, ודרך צריכת חמצן כימית מפירוק חומר אורגני.

כמות החמצן שמים יכולים להכיל נקבעת לפי חוק הנרי: מסיסות גז בנוזל פרופורציונלית ללחץ החלקי של הגז מעל הנוזל. במונחים מעשיים, שלושה דברים חשובים מאוד.

טמפרטורה. מים קרים מחזיקים יותר חמצן ממים חמים. ב-10 מעלות צלזיוס, מים מתוקים בגובה פני הים רוויים בכ-11.3 mg/L. ב-25 מעלות צלזיוס, זה יורד ל-8.2 mg/L. ב-35 מעלות צלזיוס, רק 7.0 mg/L. זו הסיבה שהקיץ הוא עונת הסכנה לקריסות DO. המרווח בין רוויה לרמות קטלניות מצטמצם באופן דרמטי ככל שהמים מתחממים.

מליחות. זה מה שרוב מגדלי המים המתוקים לא חושבים עליו עד שהם עוברים למערכות מליחות או ימיות. יוני מלח במים מפחיתים את המקום הזמין למולקולות גז מומסות. במליחות של 35 ppt (מי ים סטנדרטיים) ו-25 מעלות צלזיוס, הרוויה יורדת מ-8.2 mg/L לכ-6.7 mg/L. זו ירידה של 18%. במי מלח חמים טרופיים, אתם עובדים עם מרווחים דקיקים.

גובה. לחץ אטמוספרי נמוך יותר בגבהים גבוהים פירושו פחות לחץ חלקי של חמצן. חווה בגובה 1,500 מטר מעל פני הים זמין לה בערך 15% פחות חמצן להמסה בהשוואה לחווה בגובה פני הים. אם אתם מגדלים פורלים בבריכות הרריות, קחו את זה בחשבון כשאתם קובעים ספי התראה.

דרישות DO ספציפיות למינים

לא כל דג צריך את אותה רמת חמצן. הנה ספי החמצן המומס המינימליים המוכרים למיני אקוואקולטורה נפוצים:

מין	DO מינימלי (mg/L)	DO אופטימלי (mg/L)	הערות
טילאפיה	+3.0	5.0-7.0	עמיד, אבל צמיחה מאטה מתחת ל-4 mg/L
שפמנון	+3.0	5.0-7.0	סבילות דומה לטילאפיה
שרימפס (L. vannamei)	+4.0	5.0-8.0	רגיש יותר ממה שרוב המגדלים מצפים
פורל	+6.0	8.0-10.0	מים קרים, צריכת חמצן גבוהה
סלמון	+7.0	8.0-11.0	הדרישות הגבוהות ביותר מבין המינים הנפוצים
ברמונדי	+4.0	5.0-8.0	טרופי, אבל צריך DO סביר
פנגסיוס	+2.0	4.0-6.0	עמיד במיוחד, נושם אוויר

אלה מינימום הישרדותי, לא יעדים. אנחנו קובעים את ספי ההתראה לפחות 1 mg/L מעל המינימום של המין, ואת ספי ה”נקוט פעולה” 2 mg/L מעל. עבור סלמון עם מינימום של 7 mg/L, זה אומר התראות ב-8 mg/L ותגובת חירום ב-9 mg/L. זה נשמע שמרני עד הלילה שבו אתם מקבלים התראה ויש לכם זמן להגיב במקום להגיע לבריכה של דגים מתים.

למה חוות מי מלח מתמודדות עם אתגרי DO קשים יותר

אם אתם מפעילים מערכת מי מלח או מים מליחים, הפיזיקה עובדת נגדכם. רוויית חמצן נמוכה יותר במליחות גבוהה, בשילוב טמפרטורות טרופיות חמות עבור מינים כמו ברמונדי ושרימפסים, פירושה שלעתים קרובות אתם פועלים עם מרווח של רק 2-3 mg/L בין רוויה לרמות קטלניות. מגדל טילאפיה במים מתוקים ב-25 מעלות צלזיוס נהנה מרוויה של 8.2 mg/L ורצפה של 3 mg/L, מה שנותן מרווח של 5.2 mg/L. מגדל שרימפסים ימי באותה טמפרטורה נהנה מרוויה של 6.7 mg/L ורצפה של 4 mg/L, מה שנותן מרווח של רק 2.7 mg/L.

זה אומר שמערכות מי מלח צריכות חיישנים מדויקים יותר, ניטור תכוף יותר ומערכות תגובה מהירות יותר. זה גם אומר שאמינות החיישן היא לא דבר שניתן להתפשר עליו, כי חיישן שסוטה אפילו ב-1 mg/L יכול להכניס אתכם לאזור הסכנה מבלי לדעת.

טכנולוגיית חיישנים: פלואורסצנטי מול גלווני מול פולרוגרפי

ישנן שלוש טכנולוגיות חיישני חמצן מומס שתיתקלו בהן. שתיים מהן לא היינו ממליצים עליהן יותר לגידול דגים, אבל הבנה מדוע עוזרת לכם להעריך מה הספקים מוכרים.

חיישנים פולרוגרפיים (מסוג Clark)

חיישן ה-DO האלקטרוכימי המקורי. קתודה מפלטינה ואנודה מכסף/כסף כלוריד מאחורי ממברנה חדירה לחמצן. כשמופעל מתח, חמצן נצרך בקתודה ומייצר זרם פרופורציונלי לריכוז ה-DO.

בעיות עבור אקוואקולטורה: דורש זמן חימום של 15-30 דקות לאחר הפעלה. צורך חמצן על פני הממברנה, כך שנדרשת זרימת מים ליד החיישן לקריאות מדויקות (תלות בזרימה). ממברנות מתלכלכות ודורשות החלפה כל כמה חודשים. תמיסת האלקטרוליט דורשת מילוי מחדש תקופתי. סטייה משמעותית בין כיולים.

השתמשנו באלה במשך שנים. הם עובדים, אבל נטל התחזוקה בסביבת אקוואקולטורה ניכר. אתם מנקים ומכיילים כל הזמן, ובכל פעם שאתם מושכים חיישן לתחזוקה, יש לכם פער בניטור.

חיישנים גלווניים

אלקטרוכימיה דומה לפולרוגרפיים, אבל משתמש באנודה מאבץ או עופרת וקתודה מכסף ללא מתח חיצוני. התגובה הגלוונית מניעה את עצמה. אלקטרוניקה פשוטה יותר, צריכת חשמל נמוכה יותר, אין זמן חימום.

טוב יותר מפולרוגרפי, אבל עדיין בעייתי: עדיין צורך חמצן בממברנה (תלוי בזרימה). חומר האנודה מתכלה עם הזמן ובסופו של דבר דורש החלפה. ממברנות עדיין מתלכלכות ודורשות החלפה סדירה. סטייה נמוכה יותר מפולרוגרפי אבל עדיין דורש כיול שבועי בסביבות אקוואקולטורה.

חיישנים גלווניים זולים יותר מראש, בדרך כלל $150-300, מה שהופך אותם למפתים עבור מערכות בתקציב מצומצם. אבל העלות הכוללת של בעלות על פני שנתיים, כולל החלפות ממברנות, אלקטרוליט, החלפת אנודה ועבודת כיול, לעתים קרובות עולה על עלות חיישן אופטי.

חיישנים פלואורסצנטיים (אופטיים)

זהו הסטנדרט הנוכחי, וזה מה שאנחנו ממליצים עליו לכל מערכת אקוואקולטורה רצינית. כל שלושת חיישני החמצן המומס של Agrinovo משתמשים בטכנולוגיה פלואורסצנטית, ויש לכך סיבה טובה.

העיקרון הוא כיבוי פלואורסצנטי. אלמנט חישה מצופה בצבע זוהר (בדרך כלל קומפלקס פורפירין פלטינה) מעורר על ידי LED כחול. הצבע מפלואורס ופולט אור אדום. כשמולקולות חמצן נמצאות בסביבה, הן מתנגשות במולקולות הצבע המעוררות ומכבות את הפלואורסצנציה, ומפחיתות את עוצמת או את משך חיי האור הנפלט. יותר חמצן פירושו יותר כיבוי, מה שמשמעותו משך חיי פלואורסצנציה קצר יותר.

חיישנים פלואורסצנטיים מודרניים מודדים את הסטת הפאזה של האור הנפלט במקום עוצמה, מה שהופך אותם לבלתי רגישים להזדקנות LED, לכלוך אופטי ודהייה של הצבע. זו הסיבה שהם מחזיקים כיול כל כך טוב.

למה פלואורסצנטי מנצח בגידול דגים:

• אין צריכת חמצן. החיישן לא צורך חמצן, כך שהוא לחלוטין בלתי תלוי בזרימה. זה אומר קריאות מדויקות במים שקטים, בריכות עם זרימה איטית ותעלות עם זרימה מהירה כאחד.
• אין אלקטרוליט. אין מה למלא או להחליף (מלבד כיפת החישה בחלק מהדגמים).
• סטייה מינימלית. כיול חודשי מספיק לרוב יישומי האקוואקולטורה, בהשוואה לשבועי עבור חיישנים גלווניים.
• אין זמן חימום. קריאות מיידיות עם ההפעלה, מה שחשוב כשאתם פורסים חיישנים אחרי תחזוקה.
• יציבות ארוכת טווח. אלמנט החישה מחזיק בדרך כלל 2-3 שנים לפני שהצבע הזוהר מתדרדר מספיק כדי להצדיק החלפה.

זמן התגובה בכל שלושת חיישני ה-DO הפלואורסצנטיים של Agrinovo הוא מתחת ל-60 שניות (T90), מה שאומר שאתם מקבלים 90% מהקריאה האמיתית תוך דקה אחת משינוי. עבור ניטור חמצן מומס באקוואקולטורה שבו אתם מתעדים כל 5-15 דקות, זה יותר ממספיק.

מים מתוקים מול מים מלוחים: למה בחירת חומרים קריטית

כאן רוב המגדלים עושים את הטעות הגדולה ביותר שלהם: בוחרים חיישן על סמך מפרטים בלבד מבלי להתחשב בסביבה שבה הוא יחיה. חיישן חמצן מומס לגידול דגים הולך לבלות שנים שקוע במים, חשוף לגדילה ביולוגית, תנודות טמפרטורה, ובסביבות מי מלח, אחד החומרים המאכלים ביותר על פני כדור הארץ.

מארז PE: המומחה למים מתוקים

ה-DO-P100 משתמש במארז פוליאתילן (PE). PE הוא אינרטי כימית, קל משקל וחסין לחלוטין לקורוזיה. הוא לעולם לא יחליד, יפתח חרירים או יתדרדר במים מתוקים.

ה-DO-P100 מיועד במיוחד לאקוואקולטורה במים מתוקים. הוא חולק את אותה טכנולוגיית חישה פלואורסצנטית ודיוק (פלוס מינוס 2% סקאלה מלאה) כמו אחיו, כך שאתם לא מוותרים על איכות מדידה. פיצוי הטמפרטורה בפועל מדויק יותר, פלוס מינוס 0.1 מעלות צלזיוס בהשוואה לפלוס מינוס 0.5 מעלות צלזיוס בחיישנים עם גוף מתכת, שזה בונוס נחמד למגדלי מים מתוקים שרוצים נתונים מדויקים יותר.

הפשרה היא שטווח טמפרטורת ההפעלה מוגבל ל-40 מעלות צלזיוס במקום 50 מעלות צלזיוס (לעתים נדירות בעיה באקוואקולטורה), וכיפת הממברנה אינה ניתנת להחלפה (כלומר מחליפים את כל ראש החישה במקום רק את הכיפה).

הכי מתאים ל: בריכות מים מתוקים, מערכות RAS, אקוואפוניקה, הידרופוניקה, כל יישום שבו המליחות נשארת קרובה לאפס. אם אתם מפעילים בריכות טילאפיה, תעלות שפמנון או מערכות מחזור מקורות, זה החיישן שלכם. גוף ה-PE גם קל יותר, מה שמקל על התקנה בצנרת PVC קלת משקל הנפוצה ב-RAS.

פלדת אל-חלד 316L: הפתרון הרב-תכליתי

ה-DO-100 משתמש בפלדת אל-חלד 316L, הסטנדרט הימי של משפחת הנירוסטה. ה-”L” מציין פחמן נמוך, מה שמשפר את עמידות הקורוזיה בריתוכים. 316L מתמודד עם מים מתוקים ומליחים ללא בעיה ויכול לשרוד במי מלח לתקופות מתונות.

ה-DO-100 נותן לכם טווח טמפרטורה רחב יותר (0-50 מעלות צלזיוס), הגנת חדירה IP68 ו-NEMA 6P, כיפת ממברנה להחלפה, אחריות לשנה, וכבל הניתן להארכה עד 100 מטר. כיפת הממברנה להחלפה היא יתרון משמעותי לעלות בעלות ארוכת טווח. כשאלמנט החישה הזוהר מתדרדר אחרי 2-3 שנים, מחליפים כיפה בעלות $50-80 במקום להחליף את כל החיישן.

הכי מתאים ל: אקוואקולטורה במים מליחים (5-15 ppt מליחות), בריכות טיפול בשפכים, חוות שרימפסים שמריצות מליחות נמוכה עד בינונית, וכל מצב שבו אתם רוצים עמידות תעשייתית עם גמישות להתמודד עם קצת חשיפה למלח. אנחנו גם ממליצים על ה-DO-100 לחוות שעשויות לעבור ממים מתוקים למליחים בעתיד.

מילת אזהרה על נירוסטה במי ים: לפלדת אל-חלד 316L יש PREN (מספר שקילות עמידות בפני חרירים) של כ-25. הסף לשירות אמין במי ים נחשב בדרך כלל ל-40+. זה אומר ש-316L תפתח חרירים במי ים בריכוז מלא (30-40 ppt) לאורך חודשים של טבילה רציפה. ראינו חיישני 316L ששרדו שנה במי ים, וראינו כאלה שהתחילו להתאכל תוך ארבעה חודשים. זה תלוי בטמפרטורה, זרימה, כלורינציה ופעילות ביולוגית. אם יש סיכוי כלשהו שהמים שלכם יהיו באופן עקבי מעל 20 ppt מליחות, לכו על טיטניום.

סגסוגת טיטניום: הסטנדרט הימי

ה-DO-110 משתמש בגוף מסגסוגת טיטניום ומדורג למליחות של 0-60 ppt. זה מכסה הכול, ממים מתוקים ועד סביבות היפר-מלוחות. טיטניום יוצר שכבת תחמוצת בעלת ריפוי עצמי שהופכת אותו לחסין למעשה לקורוזיית חרירים וקורוזיית סדקים הנגרמת מכלוריד. ב-30 שנות מכשור ימי, טיטניום הוכיח את עצמו כסטנדרט הזהב לחיישני מי ים.

ה-DO-110 הוא האפשרות הפרימיום בסדרה. אתם מקבלים חסינות מלאה לקורוזיה בכל מליחות, אותו טווח 0-50 מעלות צלזיוס ודירוג IP68/NEMA 6P כמו ה-DO-100, כיפת ממברנה להחלפה, אחריות לשנה, וכבל הניתן להארכה עד 100 מטר.

הכי מתאים ל: אקוואקולטורה ימית (כלובי סלמון, לברק ים, דניס), חוות שרימפסים חופיות שמריצות מי ים בריכוז מלא או קרוב אליו, ניטור אוקיינוגרפי, וכל יישום שבו חשיפה למלח מובטחת. אם אתם מוציאים מאות אלפי דולרים על מלאי דגים ימיים, הפרמיה הנוספת על חיישן טיטניום לאקוואקולטורה ימית היא הביטוח הזול ביותר שתקנו אי פעם.

סיכום השוואתי

חיישן	גוף	טווח מליחות	כיפת ממברנה	אחריות	סביבה מומלצת
DO-P100	PE	מים מתוקים	לא ניתנת להחלפה	שנה	בריכות, RAS, אקוואפוניקה
DO-100	נירוסטה 316L	מתוקים-מליחים	ניתנת להחלפה	שנה	מליחים, תעשייתי, רב-תכליתי
DO-110	טיטניום	0-60 ppt	ניתנת להחלפה	שנה	ימי, מליחות גבוהה

מפרטים שבאמת חשובים (ואלה שלא)

כשאתם משווים גליונות נתונים של חיישני חמצן מומס, הנה על מה להתמקד ומה להתעלם ממנו.

דיוק: פלוס מינוס 2% סקאלה מלאה הוא הסטנדרט

כל שלושת חיישני ה-DO של Agrinovo מספקים דיוק של פלוס מינוס 2% סקאלה מלאה בטווח 0-20 mg/L. זה מתורגם לפלוס מינוס 0.4 mg/L על פני כל הטווח. בפועל, הדיוק טוב יותר באמצע הטווח שבו אתם בדרך כלל פועלים (4-10 mg/L) ומעט פחות טוב בקצוות.

פלוס מינוס 2% סקאלה מלאה הוא הסטנדרט התעשייתי הנוכחי לחיישני DO פלואורסצנטיים. אם מישהו טוען פלוס מינוס 1% בנקודת מחיר דומה, שאלו איך מדדו את זה ובאיזו טמפרטורה. מפרטי דיוק בגליונות נתונים מצוינים בדרך כלל ב-25 מעלות צלזיוס, והדיוק בפועל בתנאי שטח תמיד רחב יותר במקצת.

עבור גידול דגים, פלוס מינוס 0.4 mg/L מספיק בהחלט. ספי ההתראה שלכם צריכים להיות לפחות 1 mg/L מרווח מעל רמות קטלניות בכל מקרה.

זמן תגובה: מתחת ל-60 שניות זה בסדר

לכל שלושת החיישנים יש זמן תגובה T90 מתחת ל-60 שניות. T90 פירושו שהחיישן מגיע ל-90% מהערך האמיתי בתוך חלון הזמן הזה. חלק מהספקים מפרסמים זמני תגובה T95 או T98, שהם מספרים ארוכים יותר מטבעם עבור אותו חיישן, אז ודאו שאתם משווים את אותו מדד.

עבור ניטור אקוואקולטורה עם מרווחי תיעוד של 5-15 דקות, 60 שניות יותר ממספיק. אתם עוקבים אחרי מגמות, לא שינויים רגעיים. זמן תגובה מהיר יותר (נניח 10-15 שניות) חשוב ברספירומטריה מעבדתית או בבקרת תהליכים מקוונת שבהם מודדים שינויי חמצן מהירים. בבריכת דגים, ה-DO בדקה אפס ובדקה אחת זהים למעשה.

פיצוי טמפרטורה: לא ניתן לפשרה

לכל חיישני ה-DO צריך להיות פיצוי טמפרטורה אוטומטי (ATC). רוויית חמצן מומס תלויית טמפרטורה, וקריאת חיישן ללא תיקון טמפרטורה חסרת משמעות. לכל חיישן DO של Agrinovo יש גשש טמפרטורה משולב ל-ATC, כש-DO-P100 מציע את דיוק הטמפרטורה ההדוק ביותר בפלוס מינוס 0.1 מעלות צלזיוס.

אם אתם נתקלים בחיישן DO ללא פיצוי טמפרטורה מובנה, המשיכו לחפש. פיצוי טמפרטורה ידני פירושו שאתם צריכים למדוד טמפרטורה בנפרד ולהחיל מקדם תיקון, מה שאינו מעשי לניטור רציף.

פרוטוקול תקשורת: RS485 Modbus RTU

כל שלושת החיישנים משדרים באמצעות RS485 Modbus RTU, שהוא הסטנדרט התעשייתי לתקשורת חיישנים. RS485 הוא איתות דיפרנציאלי, מה שאומר שהוא עמיד מאוד לרעש חשמלי ממשאבות, מאוורים וציוד אחר בחווה שלכם. מקטעי כבל עד 1,200 מטר נתמכים על אפיק RS485 יחיד, ואפשר לשרשר חיישנים מרובים על אותו אפיק עם כתובות Modbus שונות.

אם הבקר שלכם תומך ב-Modbus RTU (גם Omni Genesis וגם Omni Exodus תומכים), זה הפרוטוקול שאתם רוצים. פלט אנלוגי 4-20 mA פשוט יותר אבל מאבד רזולוציה, לא יכול לשדר אבחונים, ודורש מקטעי כבל נפרדים לכל חיישן.

אורך כבל: 5 מטר סטנדרטי, אבל תחשבו קדימה

אורך כבל סטנדרטי הוא 5 מטר בכל שלושת הדגמים. להתקנות ליד הבריכה שבהן הבקר קרוב למים, 5 מטר בדרך כלל מספיק. אבל ה-DO-100 וה-DO-110 תומכים בהארכות כבל עד 100 מטר, מה שקריטי לשני יישומים.

חקלאות כלובים. כלובי רשת במים פתוחים עשויים להיות 50-100 מטר מתשתית החוף. אתם צריכים מקטעי כבל ארוכים כדי להגיע לחיישנים שנפרסים בעומק בכלובים. ה-DO-110 עם הארכת כבל של 100 מטר תוכנן בדיוק עם התרחיש הזה בראש.

מערכות בריכות גדולות. אם יש לכם שורה של 10 בריכות עפר עם תחנת ניטור מרכזית, חלק מהחיישנים עשויים להיות 30-50 מטר מהבקר. הארכת כבל שומרת על ארכיטקטורה נקייה.

כבל ה-5 מטר של ה-DO-P100 הוא קבוע, מה שהוא אחת הסיבות שהוא מותאם להתקנות קטנות יותר כמו טנקי RAS ובריכות בודדות שבהן הבקר בקרבת מקום.

מפרטים שחשובים פחות ממה שחושבים

רזולוציה. רוב החיישנים הפלואורסצנטיים מפרידים עד 0.01 mg/L. זה נשמע מרשים אבל הדיוק שלכם הוא פלוס מינוס 0.4 mg/L, כך שהספרות העשרוניות הנוספות הן רעש, לא אות.

טווח מדידה. 0-20 mg/L מכסה הכול באקוואקולטורה. לעולם לא תראו 20 mg/L בבריכת דגים. חיישנים עם טווחים רחבים יותר (0-40 mg/L או 0-50 mg/L) מתוכננים לתהליכי חמצן תעשייתיים, לא לאקוואקולטורה.

פלט אחוזי רוויה. נחמד שיש לצורך הבנת יעילות החמצון של המערכת, אבל mg/L הוא מה שחשוב להחלטות בריאות דגים. כל שלושת החיישנים משדרים שניהם.

שיטות מומלצות להתקנה

חיישן מכויל בצורה מושלמת במיקום הלא נכון נותן לכם נתונים שגויים עם ביטחון מזויף. מיקום חשוב.

מיקום חיישן בבריכות

עומק. אמצע עמודת המים היא ההמלצה הסטנדרטית. מים עליונים רוויים יתר על המידה ביום מפוטוסינתזה ומערבוב רוח, ונותנים קריאות גבוהות מדי. מים תחתונים ליד המשקע הם בור חמצן, ונותנים קריאות נמוכות מדי. אמצע העמודה מייצג את מה שהדגים שלכם חווים בפועל.

מרחק ממאווררים. זו טעות המיקום הנפוצה ביותר שאנחנו רואים. התקנת חיישן DO שני מטרים במורד הזרם מגלגל כנף מאוורר תיתן לכם מספרים יפים ומרגיעים שאין להם שום קשר ל-DO בשאר הבריכה. מקמו חיישנים לפחות 10 מטר מכל מקור אוורור, באופן אידיאלי בנקודה של ה-DO הצפוי הנמוך ביותר, שהיא בדרך כלל הצד הרחוק של הבריכה מהמאוורר שלכם.

חיישנים מרובים לבריכות גדולות. אם הבריכה שלכם גדולה מ-0.5 דונם, חיישן יחיד לא מספיק. DO יכול להשתנות ב-3-4 mg/L לרוחב בריכה גדולה באותו זמן. שני חיישנים בצדדים מנוגדים של הבריכה נותנים תמונה הרבה יותר מדויקת.

מיקום חיישן ב-RAS

למערכות אקוואקולטורה במחזור מים יש נתיבי זרימת מים מוגדרים, מה שהופך את מיקום החיישנים ללוגי יותר.

אחרי שלב האוורור או החמצון. מאשר שהזרקת החמצן שלכם עובדת ומגיעה לרמות יעד.

בטנק הדגים עצמו. זה מה שהדגים נושמים בפועל. אם אתם יכולים להרשות לעצמכם רק חיישן אחד לכל טנק, שימו אותו כאן.

אחרי הביופילטר. ניטריפיקציה צורכת חמצן. אם DO יורד באופן משמעותי לאורך הביופילטר, ייתכן שאתם צריכים אוורור משלים בביופילטר עצמו או שהעומס הביולוגי גבוה מדי.

עבור RAS, ה-DO-P100 עם מארז PE הוא אידיאלי. מערכות RAS הן מערכות מים מתוקים (בדרך כלל), הטנקים קרובים לחדר הבקרה (מקטעי כבל קצרים), וגוף ה-PE עמיד בפני חומרי חיטוי וניקוי המשמשים במערכות מקורות.

מיקום חיישן בכלובי רשת

חקלאות כלובים ימית היא הסביבה התובענית ביותר לניטור DO. רמות חמצן משתנות עם העומק, הזרם, הגאות ושעת היום.

עומקים מרובים. מינימום שני חיישנים לכל כלוב: אחד בעומק 3-5 מטר (שם רוב הדגים שוחים) ואחד ליד תחתית הכלוב (שם פסולת מצטברת והחמצן מתרוקן ראשון). כלובים גדולים נהנים מחיישן שלישי בעומק בינוני.

צד מול הזרם. התקינו חיישנים בצד העילי (מול הזרם) של הכלוב לאיכות מים נכנסים, ואופציונלית בצד התחתי למדידת דלדול חמצן לרוחב הכלוב.

הגנה מפני שגשוג ביולוגי. שגשוג ביולוגי ימי הוא אגרסיבי. מגנים נגד שגשוג ביולוגי מבוססי נחושת או מערכות מגבים אוטומטיות שווים את ההשקעה. חיישן מכוסה שגשוג ביולוגי בכלוב ימי גרוע מאין חיישן כי הוא נותן לכם ביטחון מזויף.

עבור חקלאות כלובים, חיישן הטיטניום DO-110 הוא הבחירה ההגיונית היחידה. גוף הטיטניום מתמודד עם מי ים ללא הגבלת זמן, הארכת הכבל של 100 מטר מגיעה לכלובים רחוקים מהחוף, ודירוג NEMA 6P פירושו שהוא שורד את עומקי הטבילה האופייניים להתקנות כלובים.

דוגמת התקנה במים מתוקים: חוות בריכות טילאפיה

בואו נעבור על תרחיש פריסה אמיתי. מגדל טילאפיה במרכז תאילנד שמפעיל שמונה בריכות עפר של 0.25 דונם כל אחת, מאכלס טילאפיית נילוס בצפיפות בינונית, משתמש במאווררי גלגל כנף.

חיישנים: DO-P100 אחד לכל בריכה, שמונה בסך הכול. מארז PE מושלם לבריכות מים מתוקים.

בקר: בקר Omni Genesis עם קלט RS485 Modbus. כל שמונת החיישנים על אפיק RS485 יחיד עם כתובות Modbus שונות.

מיקום: חיישנים מורכבים על מוטות צינורות PVC הנעוצים בתחתית הבריכה, ראש החיישן באמצע עמודת המים (כ-0.75 מטר עומק בבריכות של 1.5 מטר), לפחות 10 מטר מגלגל הכנף הקרוב ביותר.

תצורת ניטור: תיעוד כל 5 דקות. התראת DO נמוך ב-4.0 mg/L (מינימום המין הוא 3.0, אז 1 mg/L חיץ). התראת חירום ב-3.5 mg/L מפעילה אוטומטית את המאווררים. התראת קצב שינוי אם DO יורד יותר מ-1.0 mg/L ב-30 דקות.

למה DO-P100 הוא הבחירה הנכונה כאן: מים מתוקים בלבד, אז אין סיכון קורוזיה. מקטעי כבל קצרים משפת הבריכה למארז הבקר. העלות הנמוכה יותר לחיישן פירושה שהמגדל יכול להרשות לעצמו חיישן אחד לכל בריכה במקום לחלוק חיישנים בין בריכות. פיצוי הטמפרטורה ההדוק יותר (פלוס מינוס 0.1 מעלות צלזיוס) הוא בעצם יתרון נחמד בסביבות טרופיות שבהן שינויי טמפרטורה משפיעים ישירות על חישובי DO.

כיפת הממברנה שאינה ניתנת להחלפה פירושה שראש החישה מוחלף במלואו במקום רק הכיפה כשהצבע מתדרדר. בתקופת האחריות של שנה, תקצבו להחלפת ראש חישה אפשרית בשנים 2-3. גם עם עלויות החלפה, עלות הבעלות הכוללת תחרותית כי אתם לא משלמים את פרמיית הטיטניום על שמונה חיישנים.

דוגמת התקנה במי מלח: חוות כלובי סלמון

עכשיו תרחיש שונה לגמרי. חוות סלמון בנורווגיה שמפעילה שישה כלובי רשת בקוטר 50 מטר בפיורד, מאכלסת סלמון אטלנטי, מתמודדת עם מי ים בריכוז מלא ב-33-35 ppt מליחות.

חיישנים: שלושה חיישני טיטניום DO-110 לכל כלוב (עליון, אמצעי, תחתון), שמונה עשר בסך הכול.

בקר: בקר Omni Exodus לכל אשכול כלובים, מתוכנן להתקנות ימיות ומבוזרות. אפיק RS485 עם מקטעי כבל מוארכים.

מיקום: חיישן עליון בעומק 3 מטר, חיישן אמצעי ב-8 מטר, חיישן תחתון ב-15 מטר. הכול בצד מול הזרם של כל כלוב. מקטעי כבל של 40-80 מטר מכלוב למארז הבקר בחוף, תוך שימוש ביכולת הארכת הכבל של ה-DO-110.

תצורת ניטור: תיעוד כל 2 דקות (מהיר יותר מחקלאות בריכות כי המרווח צר יותר). התראת DO נמוך ב-8.0 mg/L. התראת חירום ב-7.5 mg/L מפעילה חמצון משלים. התראת הפרש עומק אם DO תחתון יורד יותר מ-2 mg/L מתחת ל-DO העליון, המצביעה על ריבוד או עומס פסולת מוגזם.

למה טיטניום הוא חובה כאן: במליחות של 33-35 ppt, פלדת אל-חלד תתאכל. נקודה. גוף הטיטניום של ה-DO-110 מדורג ל-0-60 ppt, מה שנותן מרווח עצום לכל סביבה ימית כולל שפכים עם מליחות משתנה. האחריות לשנה משקפת את ביטחון היצרן בעמידות החומר. כיפת הממברנה להחלפה פירושה שמחליפים אלמנטי חישה מבלי למשוך מקטעי כבל דרך מבנה הכלוב, מה שהוא חיסכון משמעותי בעבודה בהתקנות ימיות.

שלושה חיישנים לכלוב בשלושה עומקים הוא המינימום שנמליץ עליו עבור סלמון. ריבוד חמצן בכלובים יכול להיות דרמטי, עם הפרשים של 3-4 mg/L בין חלק עליון לתחתון בתנאי זרם נמוך. חיישן יחיד בעומק אחד יכול להחמיץ לחלוטין אזור היפוקסי שמתפתח מתחתיו.

תחזוקה וכיול

חיישני DO פלואורסצנטיים דורשים הרבה פחות תחזוקה מסוגים גלווניים או פולרוגרפיים, אבל הם לא אפס תחזוקה.

לוח זמנים לכיול

חיישנים פלואורסצנטיים (כל דגמי ה-DO של Agrinovo): חודשי. כיול חד-נקודתי באוויר רווי מים הוא השיטה הסטנדרטית. הוציאו את החיישן מהמים, תנו לו להתאזן באוויר לח למשך כמה דקות, וכיילו לערך הרוויה הידוע עבור הגובה והלחץ הברומטרי שלכם. זה לוקח כ-10 דקות לכל חיישן.

השוו זאת לחיישנים גלווניים שצריכים כיול שבועי, ותבינו למה טכנולוגיה פלואורסצנטית חוסכת עבודה עצומה לאורך שנה. שמונה חיישנים שמכוילים חודשית זה 96 אירועי כיול בשנה. שבועי יהיה 416 אירועים. ב-10 דקות כל אחד, זה 16 שעות מול 69 שעות של עבודת כיול בשנה.

לוח זמנים לניקוי

בריכות מים מתוקים: ניקוי דו-שבועי. מטלית רכה או מברשת להסרת אצות וביופילם מפני החיישן ומהחלון האופטי. אל תשתמשו בחומרים שוחקים על הרכיבים האופטיים.

מי מלח/ימי: ניקוי שבועי בשל קצבי שגשוג ביולוגי מהירים יותר. שקלו מגנים נגד שגשוג ביולוגי מבוססי נחושת או אביזרי מגב לחיישנים עבור פריסות ימיות ללא השגחה.

מערכות RAS: ניקוי חודשי. מערכות מחזור סגורות בדרך כלל מפתחות פחות שגשוג ביולוגי מבריכות פתוחות, אבל ביופילם עדיין מצטבר.

החלפת כיפת ממברנה

ל-DO-100 ול-DO-110 יש כיפות ממברנה להחלפה המכילות את אלמנט החישה הזוהר. מרווח החלפה אופייני הוא 2-3 שנים בהתאם לעוצמת השימוש וחשיפה ל-UV. תשימו לב שהכיפה דורשת החלפה כשכיול כבר לא מביא קריאות לטווח, או כשהחיישן מדווח על אבחון עוצמת אות נמוכה.

ל-DO-P100 יש כיפת ממברנה שאינה ניתנת להחלפה, כלומר ראש החישה מוחלף כיחידה. זהו הליך פשוט יותר (אין סיכון להרכבה לא נכונה של הכיפה) אבל עלות גבוהה מעט יותר להחלפה. עבור מערכות מים מתוקים שבהן עלות החיישן היא חלק קטן מההשקעה הכוללת בחווה, פשרה זו בדרך כלל מקובלת.

טעויות נפוצות (ואיך להימנע מהן)

אחרי שנים של עבודה עם חיישני DO באקוואקולטורה, אלה השגיאות שאנחנו רואים שוב ושוב.

שימוש בחיישני מים מתוקים במי מלח

זו טעות החומרים מספר אחת. חיישן עם גוף PE כמו ה-DO-P100 לא יתאכל במי מלח (PE אינרטי כימית), אבל הוא לא מדורג לפריסה ימית, וכבל ה-5 מטר הקבוע שלו מגביל התקנות כלובים ימיות. חשוב מכך, חלק מהחיישנים המדורגים למים מתוקים מיצרנים אחרים משתמשים ברכיבים וחומרי אטימה שמתדרדרים בסביבות מלח. אם המים שלכם עולים על 15 ppt מליחות באופן קבוע, השתמשו בחיישן שמדורג במפורש לשירות ימי.

מיקום החיישן קרוב מדי למאוורר

הזכרנו את זה למעלה, אבל זה שווה חזרה כי אנחנו רואים את זה כל הזמן. חיישן DO שלושה מטרים מגלגל כנף מאוורר קורא 7.5 mg/L בזמן ששאר הבריכה ב-4.2 mg/L. המגדל רואה 7.5, מרגיש בנוח, והולך לישון. הדגים בפינה הרחוקה של הבריכה מתנשפים. מקמו תמיד חיישנים בנקודת ה-DO הצפוי הנמוך ביותר, שהיא בדרך כלל הנקודה הרחוקה ביותר מהאוורור.

התעלמות משגשוג ביולוגי

חיישן נקי וחיישן מכוסה שגשוג ביולוגי יכולים לקרוא 2-3 mg/L הפרש ביניהם. ביופילם על החלון האופטי חוסם העברת אור ויוצר סביבת מיקרו סביב החיישן שלא מייצגת את תנאי המים הכלליים. התסמין הנפוץ ביותר הוא קריאות שסוטות בהדרגה כלפי מטה לאורך שבועות, ואז קופצות למעלה אחרי ניקוי. אם הנתונים שלכם מראים מגמת ירידה איטית שמתאפסת בכל פעם שאתם מנקים את החיישן, מרווח הניקוי שלכם ארוך מדי.

התעלמות מפיצוי טמפרטורה

זה פחות נפוץ עם חיישנים מודרניים שיש להם ATC מובנה, אבל אנחנו עדיין נתקלים בהתקנות ישנות שמשתמשות בגששי טמפרטורה חיצוניים עם פיצוי ידני, או גרוע מזה, בלי פיצוי בכלל. קריאת DO ללא פיצוי טמפרטורה חסרת משמעות. ב-10 מעלות צלזיוס, מים רוויי אוויר הם ב-11.3 mg/L. ב-30 מעלות צלזיוס, זה 7.5 mg/L. אם החיישן שלכם לא יודע את הטמפרטורה, הוא לא יכול להבחין בין מים חמים דלי חמצן למים קרים עשירי חמצן.

ויתור על יתירות

חיישן אחד לכל מערכת קריטית הוא נקודת כשל בודדת. אם החיישן הזה נכשל, סוטה או מתכסה בשגשוג ביולוגי, אין לכם אזהרה. לכל טנק או בריכה שמחזיקים מלאי בעל ערך גבוה, אנחנו ממליצים על לפחות שני חיישני DO. הם משמשים כבדיקה צולבת אחד של השני. אם אחד קורא 6.0 mg/L והשני קורא 5.8 mg/L, אתם בסדר. אם אחד קורא 6.0 mg/L והשני קורא 3.5 mg/L, אתם יודעים שמשהו לא בסדר לפני שהדגים אומרים לכם.

אי ניטור בלילה

קריסות DO כמעט תמיד קורות בלילה כשהפוטוסינתזה נעצרת והנשימה ממשיכה. מגדל שבודק DO בצהריים רואה 8 mg/L ומרגיש מצוין. ב-4 לפנות בוקר, אותה בריכה עשויה להיות ב-3 mg/L. ניטור אוטומטי רציף הוא הדרך היחידה לתפוס קריסות DO לילאיות. אם אתם עדיין משתמשים במד כף יד ובודקים פעם או פעמיים במהלך היום, אתם עפים עיוורים בשעות המסוכנות ביותר.

בחירת החיישן הנכון: מטריצת החלטה

אם קראתם עד כאן, אתם כנראה יודעים איזה חיישן מתאים למערכת שלכם. אבל בואו נפרוש את עץ ההחלטה במפורש.

בחרו ב-DO-P100 אם:

• המים שלכם מתוקים (פחות מ-5 ppt מליחות)
• אתם מפעילים בריכות, RAS, אקוואפוניקה או הידרופוניקה
• הבקר נמצא בטווח 5 מטר ממיקום החיישן
• עדיפות תקציב היא למקסם מספר חיישנים (יותר חיישנים, יותר נתונים)
• אתם רוצים את פיצוי הטמפרטורה ההדוק ביותר (פלוס מינוס 0.1 מעלות צלזיוס)

בחרו ב-DO-100 אם:

• המים שלכם מתוקים עד מליחים בינוניים (פחות מ-15-20 ppt)
• אתם רוצים כיפת ממברנה להחלפה לחיסכון ארוך טווח
• אתם צריכים מקטעי כבל עד 100 מטר
• ייתכן שתעברו למים מליחים בעתיד
• אתם רוצים רב-תכליתיות מקסימלית לחווה מרובת יישומים

בחרו ב-DO-110 אם:

• המים שלכם מלוחים או מליחים בריכוז גבוה (מעל 15 ppt)
• אתם מפעילים כלובי רשת ימיים, חוות שרימפסים חופיות או מערכות אוקייניות
• אמינות חיישן בסביבות מאכלות היא לא דבר שניתן להתפשר עליו
• אתם צריכים מקטעי כבל ארוכים להתקנות ימיות או מרוחקות
• עלות מלאי הדגים בסיכון עולה בהרבה על פרמיית החיישן

לסקירה מקיפה של כל פרמטרי איכות המים שכדאי לנטר מעבר לחמצן מומס, כולל pH, ORP, EC ואמוניה, ראו את המדריך המלא לניטור איכות מים באקוואקולטורה. אם אתם מפעילים במיוחד מערכת מחזור מים, מדריך הניטור ל-RAS שלנו מכסה את השיקולים הנוספים למערכות מקורות ובמעגל סגור. ואם אתם מעריכים גם חיישני pH, יש לנו קו מוצרים מלא של חיישנים באיכות אקוואקולטורה שמשתלבים על אותו אפיק RS485 כמו חיישני ה-DO.

השורה התחתונה פשוטה. חמצן מומס הוא הפרמטר שהורג דגים הכי מהר, וחיישן חמצן מומס לגידול דגים הוא קו ההגנה הראשון שלכם. התאימו את חומר החיישן למים שלכם, מקמו אותו היכן שבעיות מתפתחות ראשונות, שמרו עליו נקי ומכויל, וודאו שהוא מתקשר עם בקר שיכול להעיר אתכם ב-3 לפנות בוקר כשדברים משתבשים. הדגים לא יכולים לחכות עד הבוקר, ומערכת הניטור שלכם גם לא.