النقل اللاسلكي مستشعر توصيل جودة المياه بالطاقة الشمسية LoRa مع المزايا الأساسية لـ "نقل لاسلكي لمسافات طويلة، وإمدادات الطاقة الشمسية المستقلة، ومراقبة قيمة EC لجودة المياه في الوقت الفعلي" يمكن أن تخترق قيود الأسلاك وإمدادات الطاقة، ويمكن استخدامها على نطاق واسع في سيناريوهات مراقبة جودة المياه في الهواء الطلق أو عن بعد أو على نطاق واسع، والتي يمكن تقسيمها إلى الفئات التالية:

1、 الزراعة وصناعة المحاصيل: ضمان أمن مياه الري وتحسين جودة المحاصيل

تعكس قيمة الموصلية الكهربائية تركيز الأملاح (مثل أيونات الصوديوم والكلوريد) والمغذيات في مياه الري، وهي مؤشر رئيسي لتحديد مدى ملاءمة مياه الري لنمو المحاصيل. يُستخدم هذا المستشعر بشكل رئيسي في:

• مراقبة ري الأراضي الزراعية: تُستخدم هذه الأجهزة في قنوات الري وخزانات المياه في الأراضي الزراعية المتجاورة لمحاصيل القمح والذرة والقطن وغيرها، لمراقبة قيم الموصلية الكهربائية آنيًا. في حال ارتفاع قيمة الموصلية الكهربائية بشكل مفرط (متجاوزةً حدود الملوحة)، يُمكن تعديل استراتيجيات الري فورًا (مثل زيادة وتيرة الري بالغسيل الملحي) لمنع تلف جذور المحاصيل وانخفاض المحصول الناتج عن الإجهاد الملحي.
• الصوبات الزراعية/المائية: تُركّب هذه الأنظمة في أنظمة الري بالتنقيط في الصوب الزراعية وخزانات المحاليل المغذية للتحكم الدقيق في مستويات التوصيل الكهربائي (EC) لمياه الري أو المحاليل المغذية. على سبيل المثال، عند زراعة الطماطم والخيار، يُعدّ الحفاظ على مستويات التوصيل الكهربائي المحددة أمرًا بالغ الأهمية لضمان امتصاص العناصر الغذائية. يمكن ربط بيانات المستشعر مباشرةً بمعدات الري، مما يُتيح التنظيم الآلي.
• ل إدارة ري البساتين: يتم نشرها في خزان أو فرع الري في بساتين التفاح وبساتين الحمضيات لمنع مياه الري ذات الملوحة العالية من التسبب في اصفرار الأوراق وسوء طعم الفاكهة (مثل سماكة قشرة الفاكهة بسبب تلف الملح في الحمضيات).

2. تربية الأحياء المائية: تنظيم البيئة المائية والحد من مخاطر تربية الأحياء المائية

في تربية الأحياء المائية، ترتبط قيمة الموصلية الكهربائية ارتباطًا وثيقًا بملوحة المياه والأكسجين المذاب والخصوبة، مما يؤثر بشكل مباشر على بقاء الأسماك والروبيان ونموهما. تشمل تطبيقات المستشعرات ما يلي:

• تربية الأحياء المائية في المياه العذبة (الأسماك والروبيان وسرطان البحر): نشر أنظمة مراقبة في مناطق تربية الأحياء المائية في البرك والأقفاص لتتبع تقلبات الموصلية الكهربائية (EC). قد تشير الارتفاعات المفاجئة في الموصلية الكهربائية إلى تسرب مياه الصرف الصناعي أو المنزلي، أو زيادة في المغذيات. يتيح ذلك إصدار تنبيهات فورية واتخاذ تدابير فورية، مثل استبدال المياه والأكسجين، لمنع حوادث فيضانات سطح البرك.
• تربية الأحياء المائية البحرية/المالحة (خيار البحر، المحار، الأسماك البحرية): يُركّب هذا النظام في مسطحات المد والجزر وبرك الاستزراع المائي الصناعية، ويراقب مستويات الموصلية الكهربائية باستمرار للحفاظ على مستوى ملوحة مثالي. على سبيل المثال، ينمو خيار البحر في مياه ذات مستويات ملوحة محددة. عند حدوث تقلبات غير طبيعية في قيم الموصلية الكهربائية (مثل الانخفاضات المفاجئة الناتجة عن هطول الأمطار الغزيرة)، يُفعّل النظام فورًا جهاز تنظيم الملوحة.
• مراقبة مرحلة الشتلات: تتطلب شتلات الاستزراع المائي متطلبات عالية جدًا فيما يتعلق بجودة المياه. تُنشر أجهزة استشعار في حوض الشتلات لضمان بقاء الشتلات من خلال تثبيت قيمة الموصلية الكهربائية (على سبيل المثال، شتلات الروبيان حساسة لتغيرات الملوحة، ويمكن لقيمة الموصلية الكهربائية المستقرة أن تقلل من استجابة الإجهاد).

3. الرصد البيئي والإيكولوجي: حماية المسطحات المائية الطبيعية والتحذير من مخاطر التلوث

بالنسبة للأنهار والبحيرات والخزانات وغيرها من المسطحات المائية الطبيعية، يمكن للمستشعر تحقيق مراقبة ديناميكية عن بعد دون مراقبة لجودة المياه، والتي يتم تطبيقها على وجه التحديد على:

• مراقبة البيئة المائية السطحية: يُنشر هذا النظام في نقاط مراقبة حرجة داخل أحواض الأنهار (مثل مصبات الأنهار، ومداخل الخزانات، وشواطئ البحيرات)، وينقل بيانات قيمة الموصلية الكهربائية باستمرار وبشكل آني. عندما ترتفع مستويات الموصلية الكهربائية بشكل مفاجئ، فقد يشير ذلك إلى تصريف غير قانوني لمياه صرف عالية الملوحة/عالية الأيونات (مثلاً من المصانع الكيميائية أو معامل صباغة المنسوجات). ويمكن للسلطات البيئية تحديد مصدر التلوث بسرعة واتخاذ إجراءات المعالجة.
• حماية البيئة للأراضي الرطبة: يُنصح بتركيبها في المناطق الحساسة بيئيًا، مثل المستنقعات وحدائق الأراضي الرطبة، لمراقبة قيمة الموصلية الكهربائية للمسطحات المائية، بما يعكس الحالة الصحية للدورة الهيدرولوجية للأراضي الرطبة. على سبيل المثال، قد ينجم الانخفاض غير الطبيعي في قيمة الموصلية الكهربائية في المسطحات المائية للأراضي الرطبة عن انخفاض تدفق المياه من المنبع، مما يؤدي إلى تدهور المياه، مما قد يُسهم في اتخاذ قرارات استعادة النظام البيئي.
• مراقبة مصدر مياه الشرب: تُستخدم هذه الأجهزة في المنطقة العازلة المحيطة بمصادر مياه الشرب، كالخزانات والبحيرات. ويمكن تقييم نقاء المياه بشكل غير مباشر من خلال قيمة الموصلية الكهربائية (EC) (قد تشير قيمة الموصلية الكهربائية المنخفضة إلى نقاء الماء الزائد ونقص المعادن، بينما قد تشير قيمة الموصلية الكهربائية المرتفعة إلى وجود تلوث)، وذلك لتوفير بيانات تدعم أمن مياه الشرب.

4. المجالات الصناعية والخاصة: التحكم في تصريف مياه الصرف الصحي، وضمان سلامة الإنتاج

في الإنتاج الصناعي، تُعدّ قيمة EC أساسًا هامًا لمراقبة تصريف مياه الصرف الصحي بشكل سليم وضمان استقرار عملية الإنتاج. وتُستخدم بشكل رئيسي في:

• مراقبة تصريف مياه الصرف الصناعي: يتم تركيبها في منافذ تصريف المؤسسات، مثل الصناعات الكيميائية والطلاء الكهربائي وتجهيز الأغذية، لمراقبة مدى مطابقة قيمة التوصيل الكهربائي لمعايير حماية البيئة بشكل آني. على سبيل المثال، تحتوي مياه الصرف الناتجة عن الطلاء الكهربائي على كميات كبيرة من أيونات المعادن (مثل الكروم والنيكل)، والتي عادةً ما تكون قيم التوصيل الكهربائي فيها عالية. في حال تجاوز المستويات المعيار، يُفعّل إنذار لمنع التصريف غير القانوني.
• مراقبة نظام المياه المتداولة: يتم نشرها في أنظمة تبريد المياه المتداولة للطاقة الكهربائية والصلب وغيرها من الصناعات لمراقبة قيمة EC للتحكم في صلابة المياه (قيمة EC العالية يسهل قياسها، مما يؤثر على كفاءة التبريد)، والمساعدة في إضافة مثبطات الترسب، وتقليل تكاليف صيانة المعدات.
• مراقبة تحضير المياه النقية/المياه فائقة النقاء: يتم تثبيته في عملية تحضير الماء النقي لصناعة الإلكترونيات والأدوية، ويتم الحكم على نقاء الماء من خلال قيمة EC (قيمة EC للمياه النقية منخفضة للغاية، وعادة ما تكون <10μS/cm)، وذلك لضمان أن المياه النقية المستخدمة في الإنتاج تلبي متطلبات العملية (على سبيل المثال، هناك حاجة إلى الماء فائق النقاء في إنتاج الرقائق الإلكترونية لتجنب تداخل الأيونات).