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鱼塘增氧机自动控制器研究 　　 　　辽阳职业技术学院，辽宁辽阳0 111004 　　 　　摘要 本文针对鱼塘增氧机的自动控制进行了经济性研究。鱼塘增氧机的主要作用是通过对水的的搅动，排除水中有害气体，增加水中的氧气，但人工控制增氧机工作，如不及时不能达到效果，工作时间太长又会过多的无效耗能。本文研究的通过对水中有害气体的检测，实施对增氧电动机的自动控制装置，既可做到及时供氧，又可以有效地减少电能的消耗。本控制器采用检测-发射-接收-控制的基本思路，采用周期性发射控制，可以有效地节省发射电路的功耗。 　　关键词 节能；甲烷；检测；发射；接收；控制 　　中图分类号O62 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）61-0093-02 　　鱼塘增氧机是确保水产品正常养殖的重要设备。在淡水养殖中，鱼塘内有时出现大面积死鱼现象，人们以往认为是鱼塘水中含氧量的减小，因此，人们采用在水面下安装叶轮螺旋式鱼塘增氧机，让溅起的水滴在空气中运动将空气中的氧带回到水中，并以此提高水中的含氧量。在鱼塘里增设这种增氧机确实避免了出现大面积死鱼的现象，按照上述推想，增大带动螺旋桨电动机功率，会有效提高水中的氧含量，但经过试验测试得知，采用3KW的电机，与采用1.5K的电机相比，对水中的含氧量并没有明显提高。那么，增设鱼塘增氧机为什么能避免出现大面积死鱼的现象呢？ 　　与流动的活水养殖不同，淡水的鱼塘养殖通常是死水养殖。为了提高养殖效益，人们通常取高养殖密度，这样就要每天投入大量的鱼食。根据养殖对象的不同，这些投入的鱼食可能是动物性（如粉碎的鸡肠）或植物性（如农作物的颗粒）食料，这些食料经鱼消化最终变成粪便并不断在鱼塘底部聚积，与产生沼气一样，在一定的温度、压力下产生甲烷等有害气体，特别在高湿度、闷热环境下，产生这些有害气的浓度会不断增大，鱼塘内的鱼会随着有害气体的上升出现浮头、跳出水面的现象，严重时会出现大面积死鱼现象，?鱼农造成重大经济损失。因此，增氧机的作用主要是通过对水的搅动排除水中诸如甲烷等有害气体，为鱼提供正常的生存环境。 　　东北地区增氧机从每年??5月份开始一直可能工作到10月份，一般每天增氧电机连续工作8小时。鉴于上述分析结果，在避免大面积死鱼的同等条件下，采用1.5kW的电机要比采用3kW的电机，要较小一半的费用，经济效益十分可观。 　　在当今倡导节能、环保的大环境下，我们有必要依靠科技进步，将鱼塘增氧机实现自动控制，进一步减小增氧机消耗的电能。 　　从鱼塘内产生出现大面积死鱼现象的机理分析中可以得出这样的结论：在不产生甲烷等有害气体时，增氧的电机是没有必要开启的，否则要白白地浪费电能。为了使鱼塘增氧机实现自动控制，我们有必要利用传感器实现对鱼塘水中甲烷气体浓度进行测量，只要其浓度超过一定数值，就开启电机；当浓度低于一定数值时，关闭电机。这样我们就达到了节能、环保的目的。 　　对鱼塘增氧机实现自动控制，要解决如下问题： 　　1水中甲烷气体的采集与浓度测量 　　对甲烷气体的浓度测量，通常可以采用加热型、非加热型两种传感器。基于传感器使用灵敏度、环境、电路成本、寿命等因素，我们建议采用TP-1.1A非加热型传感器。一般农家用甲烷气度浓度为60%左右，而TP-1.1A传感器可以对浓度超过0.03%的甲烷气体具有很好的敏感性。 　　无论是采用那种类型传感器，由于它们都是直接测量气态的甲烷浓度，我们必须将水中的甲烷通过甲烷收集装置收集气体，实现在气室内测量，甲烷气体收集装置图1所示。 　　从外观上看，甲烷收集装置呈伞状，在伞内根部有向上的通气孔。将甲烷收集装置伞面下端与救生圈固定在一起，并漂浮放置到水面上，一方面，对应伞面面积下上浮的甲烷气体，会沿着伞内部的斜面经通气孔进入伞端上部的气室，TP-1.1A传感器就放置在这里；另一方面“水涨船高”，避免因下雨、对塘内灌水等因素使水灌入气室淹传感器而影响正常工作。 　　 　　 下视局部图轴向四分之一圆周剖视图 　　 　　 　　2无线通讯与电源经济运行问题 　　甲烷收集装置连同传感器是要放置到水面上的，当传感器检测到甲烷气体后，可通过无线发射电路将信号传送到岸边的陆地上，利用无线接收装置实施对电机启停控制。鱼塘增氧机自动控制器的安装示意如图2所示。 　　无线通讯可以采用市场上销售的现成收发模块，一套收发模块价格一般在20元左右，传送距离一般在500m以内。通常在一个鱼塘内可有多台增氧机，而有些渔农可能有几个鱼塘，从地域分布上，自家鱼塘的附近可能还有其他渔农的鱼塘，如果收发频率相同，势必造成信号的干扰，影响控制效果。为解决这一问题，可利用收发模块的编码特性，通常收发模块电路板上有8个可短路点，通过短路焊接相同位置可实现收发模块编码的一致。只有编码相