在養(yǎng)豬場舍內,檢測氨氣濃度具有極其重要的意義。氨氣主要來源于生豬的糞便、尿液及飼料殘渣的分解,高密度養(yǎng)殖模式和封閉環(huán)境使得氨氣更容易積聚。低濃度的氨氣會刺激生豬的呼吸道黏膜和眼睛,導致結膜炎、支氣管炎等疾病;高濃度氨氣則會降低生豬的免疫力,使其更容易感染疾病,影響生長速度和飼料轉化率,從而影響?zhàn)B殖效益。
此外,氨氣還會對養(yǎng)殖人員的健康造成危害,引發(fā)咳嗽、氣喘、眼睛發(fā)癢等癥狀。從環(huán)境保護的角度看,氨氣不僅降低空氣質量,還會引起土壤酸化和水體富營養(yǎng)化?!缎笄菀?guī)模養(yǎng)殖污染防治條例》也明確規(guī)定了養(yǎng)殖場的氣體排放標準,旨在減少氨氣等氣體對周邊環(huán)境和居民生活的影響。因此,氨氣濃度監(jiān)測不僅是保障動物健康和養(yǎng)殖效益的關鍵措施,也是實現智能化、環(huán)?;B(yǎng)殖的重要手段。
一、養(yǎng)豬場氨氣監(jiān)測現狀
目前養(yǎng)豬場中,電化學傳感器檢測氨氣濃度是常見方法之一。但電化學傳感器在養(yǎng)豬場往往幾個月便會失效,而且有效使用壽命內,監(jiān)測結果不準確的情況也時有發(fā)生。
電化學傳感器壽命極短,需要頻繁維護或更換,這不僅增加使用成本,還導致設備停機時間增加,影響正常監(jiān)測。同時,氨氣濃度監(jiān)測結果不準確,容易使養(yǎng)豬場內氨氣濃度超出安全標準,對動物健康造成危害,進而影響經濟效益。此外,不準確的監(jiān)測數據還會干擾養(yǎng)豬場的通風管理決策,無法及時調整環(huán)境條件,從而進一步加劇氨氣的積累。
二、為什么電化學傳感器存在諸多不足
電化學氨氣傳感器通過氨氣與電極表面的電化學反應產生電信號,其核心結構包括工作電極(WE)、對電極(CE)、參比電極(RE)和電解液。具體反應過程如下:
工作電極(陽極):NH3分子擴散到工作電極表面,發(fā)生氧化反應。該反應釋放電子,產生與NH3 濃度成正比的電流:
2NH3 + 6OH- → N2 + 6H2O + 6e-
對電極(陰極):氧氣(O2)在對電極表面被還原,維持電荷平衡:
O2 + 2H2O + 4e- → 4OH-
信號輸出:反應產生的電流經外部電路放大和轉換,最終輸出為NH3濃度值。
電化學傳感器的工作原理決定了其在養(yǎng)豬場的應用存在諸多問題:
三、TDLAS技術的特點
TDLAS利用氣體分子在特定近紅外波長的吸收特性,通過激光穿過氣體時被吸收的光強衰減量計算氣體濃度,是一種高靈敏度檢測的技術?;赥DLAS的激光傳感器無消耗零部件,對氣體具有**選擇性,且不受溫濕度變化的影響,在養(yǎng)豬場氨氣監(jiān)測中具有顯著優(yōu)勢。
四、 四方光電激光氨氣監(jiān)測變送器
針對養(yǎng)豬場需求,四方光電推出激光氨氣監(jiān)測變送器AM5302PL,是一款用于監(jiān)測氨氣濃度的工業(yè)設備,使用窄帶激光光譜吸收技術,對氨氣具有**選擇性,不受其它氣體、水汽、粉塵的干擾,響應速度快、測量精度高,壽命長達10年以上。
壽命長:關鍵器件壽命長,無消耗器件。
抗氣體干擾:通過檢測氨氣分子在特定波長(如1512 nm)下的吸收光譜,具有**的氣體選擇性;利用窄線寬激光,能夠分辨不同氣體的吸收峰,避免交叉干擾。
環(huán)境適應性強:采用開放式光路設計或抗污染光學窗口,粉塵和水汽對激光束的影響較?。患す馄髟陴B(yǎng)殖場的環(huán)境溫度內,也能正常工作。
長期穩(wěn)定性好:通過算法實現自動校準,且無化學反應副產物積累,避免了基線漂移等問題。
四方光電激光氨氣變送器AM5302PL在國內某**養(yǎng)豬場的掛測過程中,經過一年以上的時間考驗,展現出了**的長期穩(wěn)定性。這種穩(wěn)定的性能表現,不僅顯著降低了養(yǎng)豬企業(yè)的設備維護成本和更換頻率,減少了不必要的開支;還確保了氨氣濃度數據的持續(xù)準確獲取,為養(yǎng)豬場的環(huán)境監(jiān)測和管理提供了可靠的依據,在保證動物健康、提高養(yǎng)殖效率和改善工作環(huán)境等方面發(fā)揮著重要作用。
五、 四方光電移動式環(huán)境監(jiān)測系統
除了氨氣,養(yǎng)豬場監(jiān)測其它氣體濃度同樣具有重要意義,如粉塵濃度過高易引發(fā)動物呼吸系統疾病,CO?積累則影響動物生長性能。針對養(yǎng)殖場多指標的監(jiān)測需求,四方光電可提供監(jiān)測氨氣、粉塵、CO?、溫濕度、壓差和風速等參數的移動式環(huán)境監(jiān)測系統,通過多傳感器融合技術與云端數據分析平臺,助力養(yǎng)殖場優(yōu)化環(huán)境管理、降低排放風險,推動行業(yè)向綠色智能化轉型升級。