水質センサーの活用は、現代の集約型・インテリジェント養殖業の中心的な役割を果たしています。水質センサーは、主要な水質パラメータをリアルタイムかつ継続的に監視することを可能にし、養殖業者が問題を迅速に特定して対策を講じるのに役立ちます。これにより、リスクを効果的に低減し、収量と収益性を向上させることができます。
以下は、養殖業で一般的に使用される主な水質センサーの種類と、その特徴および適用シナリオです。
I. コア水質センサーの概要
| センサー名 | コアパラメータ測定 | 主な特徴 | 典型的なアプリケーションシナリオ |
|---|---|---|---|
| 溶存酸素センサー | 溶存酸素（DO）濃度 | - 養殖業の生命線であり、最も重要です。 - 頻繁な校正とメンテナンスが必要です。 - 主な 2 つのタイプ: 光学式 (消耗品なし、メンテナンスが少ない) と電極/膜 (従来型、膜と電解質の交換が必要)。 | - 魚の浮上や窒息を防ぐために 24 時間 365 日のリアルタイム監視を実施します。 - エアレーション装置と連動してインテリジェントな酸素供給を実現し、エネルギーを節約します。 - 高密度池、集約的循環養殖システム (RAS)。 |
| pHセンサー | 酸性度/アルカリ度（pH） | - 生物の生理機能と毒素変換に影響を与えます。 - 価値は安定していますが、変化は長期的な影響を与えます。 - 定期的な校正が必要です。 | - ストレスを避けるために pH の安定性を監視します。 - 石灰を散布した後や藻類の大量発生時に重要です。 - すべての養殖タイプ、特に幼生期のエビやカニなどの pH に敏感な種に適しています。 |
| 温度センサー | 水温 | - 成熟した技術、低コスト、高い信頼性。 - DO、代謝率、細菌の活動に影響します。 - 多くの場合、マルチパラメータプローブの基本コンポーネントです。 | - 給餌量をガイドするための毎日のモニタリング（低温時には給餌量を減らし、高温時には給餌量を増やす）。 - 季節の変わり目の大きな温度変化によるストレスを防ぎます。 - 特に温室や RAS におけるすべての農業シナリオ。 |
| アンモニアセンサー | 総アンモニア/イオン化アンモニア濃度 | - コア毒性モニターは、汚染レベルを直接反映します。 - 技術的なハードルが高く、比較的高価です。 - 慎重なメンテナンスと調整が必要です。 | ・高密度養殖における水質悪化の早期警告。 - バイオフィルターの効率を評価する（RAS 内）。 - エビ養殖、貴重な魚の養殖、RAS。 |
| 亜硝酸塩センサー | 亜硝酸塩濃度 | - アンモニア毒性の「増幅器」、非常に有毒。 - オンライン監視により早期警告が提供されます。 - 定期的なメンテナンスも必要です。 | - アンモニアセンサーと併用して硝化システムの健全性を診断します。 - 水が急に濁ったり、水を交換した後は危険です。 |
| 塩分/導電率センサー | 塩分濃度または導電率の値 | - 水中の総イオン濃度を反映します。 - 汽水および海洋養殖に不可欠です。 - メンテナンスが少なく安定しています。 | - 孵化場での人工海水の準備。 - 大雨や淡水の流入による急激な塩分濃度の変化を監視します。 - バナメイエビ、スズキ、ハタなどの広塩性魚種の養殖。 |
| 濁度/浮遊物質センサー | 水の濁度 | - 水の肥沃度と浮遊粒子含有量を視覚的に反映します。 - 藻類の密度とシルト含有量を評価するのに役立ちます。 | - 生きた餌の豊富さを評価する（適度な濁度が有益な場合がある）。 - 雨水流出や底質撹乱による影響を監視します。 - 水の交換や凝集剤の使用を指導します。 |
| ORPセンサー | 酸化還元電位 | - 水の「自己浄化能力」と全体的な酸化レベルを反映します。 - 総合的な指標。 | - RAS では、適切なオゾン投与量を決定します。 - 底質汚染の評価。値が低い場合は嫌気性で腐敗した状態を示します。 |
II. 主要センサーの詳細な説明
1. 溶存酸素センサー
- 特徴:
- 光学式法：現在の主流。蛍光寿命を測定してDOを算出します。酸素を消費せず、膜や電解質を必要とせず、メンテナンスサイクルが長く、安定性に優れています。
- 電極法（ポーラログラフ法／ガルバニック法）：従来の技術。酸素透過膜と電解質の定期的な交換が必要です。膜の汚れにより反応が遅くなる場合がありますが、コストは比較的低くなります。
- シナリオ：あらゆる水産養殖に不可欠です。特に夜間と早朝は光合成は停止しますが呼吸は継続するため、DOは最低値まで低下します。そのため、センサーは警告を発し、エアレーション装置を起動するために不可欠です。
2. pHセンサー
- 特徴：水素イオンに敏感なガラス電極を使用しています。電極球は清潔に保つ必要があり、標準緩衝液を用いた定期的な校正（通常は2点校正）が必要です。
- シナリオ:
- エビ養殖：pH値の大きな変動（0.5以上）は、ストレスによる脱皮を引き起こす可能性があります。pH値が高いとアンモニア毒性が高まります。
- 藻類管理: 高い pH 値が持続する場合は、藻類の過剰な増殖 (例: 藻類の大量発生) を示していることが多く、介入が必要になります。
3. アンモニア・亜硝酸塩センサー
- 特性：どちらも窒素含有廃棄物の分解によって生じる有毒な副産物です。オンラインセンサーでは通常、比色法またはイオン選択電極が使用されます。比色法はより正確ですが、定期的な試薬交換が必要になる場合があります。
- シナリオ:
- 再循環型水産養殖システム (RAS): バイオフィルター硝化効率をリアルタイムで評価するためのコア監視パラメータ。
- 給餌ピーク期間: 給餌が多すぎると、廃棄物からのアンモニアと亜硝酸塩が急激に増加します。オンライン監視により、給餌の削減や水の交換をガイドする即時データが得られます。
4. 多項目水質監視ステーション
現代の大規模養殖業では、前述のセンサーは、マルチパラメータ水質プローブやオンラインモニタリングステーションに統合されることが多くなっています。これらのシステムは、コントローラーを介してクラウドまたはモバイルアプリにデータをワイヤレスで送信し、遠隔地でのリアルタイムモニタリングとインテリジェント制御（例：エアレーターの自動起動）を可能にします。
III. アプリケーションシナリオの概要
- 伝統的な土池文化：
- コアセンサー: 溶存酸素、pH、温度。
- 役割：壊滅的な酸素欠乏（「魚の死滅」）を防ぎ、日常的な管理（給餌、水量調整）を指導します。最も基本的で費用対効果の高い構成です。
- 高密度集約培養（例：キャンバスタンク培養）：
- コアセンサー: 溶存酸素、アンモニア、亜硝酸塩、pH、温度。
- 役割: 飼育密度が高いと水質が急速に悪化する傾向があるため、直ちに介入するために毒素レベルを厳密に監視する必要があります。
- 循環型養殖システム（RAS）：
- コアセンサー: ORP および濁度を含む上記のすべて。
- 役割：システムの「目」。すべてのセンサーからのデータは閉ループ制御システムの基礎となり、バイオフィルター、プロテインスキマー、オゾン注入などを自動制御して安定した動作を確保します。
- 孵化場（幼生飼育）
- コアセンサー: 温度、塩分濃度、pH、溶存酸素。
- 役割: 幼虫は水質の変動に非常に敏感であり、非常に安定した最適な環境を維持する必要があります。
選択と使用に関するアドバイス
- 価格よりも信頼性：正確な水質データは成功に直結します。成熟した技術を持つ評判の良いブランドを選びましょう。
- メンテナンスが重要：最高のセンサーであっても、定期的な校正とクリーニングが必要です。データの精度を保つには、厳格なメンテナンススケジュールが不可欠です。
- ニーズに応じて構成: 農業モデル、種、密度に基づいて、最も必要なセンサーを選択します。不必要に完全なスイートを追求する必要はありません。
要約すると、水質センサーは養殖業者にとって「水中の番兵」のような存在です。目に見えない水質の変化を読み取り可能なデータに変換し、科学的な養殖、正確な管理、そしてリスク管理に不可欠なツールとして機能します。
弊社では、次のようなさまざまなソリューションもご提供できます。
1. 多項目水質測定用ハンドヘルドメーター
2. 多項目水質測定用フローティングブイシステム
3. マルチパラメータ水センサー用自動洗浄ブラシ
4. サーバーとソフトウェアワイヤレスモジュールの完全なセット、RS485 GPRS /4g/WIFI/LORA/LORAWANをサポート
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投稿日時: 2025年10月14日