Десять важных условий автоматического контроля рН в гидропонике

Уровень РН является одной из наиболее важных переменных для контроля в гидропонной культуре, так как он играет ключевую роль в доступности различных ионов и динамике их поглощения.

Хотя большинство производителей контролируют pH вручную, зачастую необходимо реализовать автоматическое управление уровнем pH, чтобы гарантировать, что pH всегда остается в оптимальном диапазоне.

Это особенно актуально в системах рециркуляции, где необходима корректировка рН раствора после его прохождения через корни растений.

Сегодня я хочу поделиться с вами десятью наиболее важными моментами при реализации автоматизированного контроля рН в гидропонной установке.

1. Чаще проверяйте свой рН-метр с помощью буферного раствора.

В гидропонике рН-метры довольно быстро могут потерять калибровку в результате частых погружений в питательный раствор, в котором более низкая ионная концентрация, чем среда, которая идеально подходит для большинства стеклянных электродов.

Это означает, что частое (в идеале - каждую неделю) тестирование вашего pH-метра в буферном растворе - необходимо для того, чтобы убедиться, что pH-метр даёт точные показания.

Если показания не слишком точные, вы можете оперативно перенастроить pH-метр.

2. Делайте восстановление вашего pH-метра каждый месяц.

В связи с вышеизложенным для увеличения срока службы рН-метра и точности калибровки необходимо погружать рН-электроды в буферный раствор с рН 4 или 7, либо, в раствор для хранения электродов (например KCL), каждый месяц, как минимум на 2-3 часа, чтобы гарантировать, что ионный раствор внутри электрода восстанавливается и чувствительность стеклянной мембраны остается высокой.

Если вы сделаете это, ваш электрод будет дольше работоспособным, и вам нужно будет калибровать реже.

Если электрод покрыт бактериальным налётом, то для стерилизации необходимо ненадолго поместить его в горячий раствор отбеливателя за полчаса до погружения в буферный раствор.

3. Используйте электроды, предназначенные для постоянного погружения.

Обычные pH - электроды - в том числе продающиеся с некоторыми автоматическими регуляторами pH-уровня - не предназначены для непрерывного погружения, поэтому повреждаются и теряют калибровку гораздо быстрее при использовании в постоянно погружённом положении.

Для получения наилучших результатов используйте pH-электроды, которые изготавливаются с учетом длительного погружения.

4. Поместите электрод pH-метра как можно дальше от входных и выходных патрубков ввода регуляторов pH-уровня.

При использовании автоматического рН-регулятора вы должны разместить рН-зонд как можно дальше от места, где в ваш раствор поступают вещества регулирующие pH-уровень.

Так как электрод pH-метра может зафиксировать быстрое изменение pH-уровня по мере того как регуляторы pH-уровня смешиваются со всем остальным раствором.

Размещение зонда близко к входным каналам регуляторов pH-уровня вызовет очень неравномерные изменения рН, которые на самом деле не отражают реальный pH во всей системе.

5. Настройте дополнительные ограничения в контроллере управления.

Разрешение автоматическому регулятору рН добавлять столько веществ, сколько необходимо для исправления рН, может быть очень плохой идеей.

Это связано с тем, что некоторые вещи могут пойти не так - калибровка pH-зонда сбивается, контроллер зависает или глючит, скачки напряжения, электромагнитный шум и т.д. т.п.

Эти незапланированные события могут вызвать ненужные добавления регуляторов pH-уровня, излишки которых могут убить весь урожай.

В контроллере обязательно должны быть настройки, в которых можно задать максимальное количество добавлений за единицу времени, чтобы свести к минимуму влияние подобных случайных событий.

6. Не полагайтесь на один pH-зонд.

Хотя pH-метры с одним зондом самые распространённые они могут быть самыми опасными.

Зонд pH может получить повреждения, может сбиться калибровка или он может дать неустойчивые показания возможные по другим причинам (например электрическим помехам от случайных посторонних веществ в резервуаре).

Поэтому всегда лучше использовать pH-метры с двумя зондами, где показания всегда проверяются через два зонда, чтобы гарантировать, что чтение показателей раствора, которые получает контроллер точны.

Если у вас коммерческая гидропонная ферма, то это крайне необходимо, если вы не хотите потерять весь урожай из-за плохого pH-зонда, добавляющего тонну кислоты/основания в ваш раствор.

7. Не стремитесь к определенному значению рН.

Автоматический регулятор рН должен быть настроен не на определенное значение рН, а на поддержание рН в пределах соответствующего диапазона.

Обычно оптимальная настройка контроллера - это задать диапазон с верхним/нижним порогами, где контроллер будет поддерживать pH в середине диапазона, не допуская выхода за пределы этих порогов.

Например, контроллер можно настроить, чтобы он поддерживал pH в диапазоне от 5.6 до 6.4, а затем он будет срабатывать всякий раз, когда pH достигает 5.6 или 6.4, чтобы вернуть его к 6, когда превышен любой из этих двух порогов.

Однако если pH находится на уровне 6,4, и контроллер опускает его до 5,8, он не будет пытаться затем поднять pH (потому что он выше нижнего порога).

8. Не устанавливайте pH-зонды вблизи насосов и другого электрооборудования в резервуарах.

Зонд pH-метра использует электрические измерения очень малых уровней напряжения и поэтому чувствителен к электрическим помехам.

Наличие pH-зонда рядом с другим электрическим оборудованием - особенно с теми, которые потребляют значительный ток - может привести к тому, что эти провода индуцируют токи в схеме pH-зонда и создадут проблемы при измерении pH.

Всегда устанавливайте pH-зонды вдали от насосов и убедитесь, что провода pH-зонда и насоса никогда не прокладываются рядом.

9. Не используйте очень концентрированные кислотные/щелочные регулирующие растворы.

Автоматический регулятор pH-уровня делает очень точные измерения при невысоких концентрациях, поэтому ему не требуется очень большое количество кислоты/основания для корректной работы.

Использование очень концентрированной кислоты/основания может привести к тому, что уровень pH сильно превысит заданные пороги и заставит систему оказаться в нежелательном состоянии - например очень сильно снизить pH, если контроллер может только добавлять кислоту, - либо войти в цикл, где кислотные добавки следуют за щелочными добавками в бесконечном цикле.

Обычно кислотные и щелочные смеси должны быть достаточно концентрированны, чтобы сдвинуть pH при небольшом объеме добавления, но не слишком концентрированны.

Сильных кислот/оснований в диапазоне концентраций 10-20% обычно более чем достаточно для этого.

10. Не игнорируйте данные вашего контроллера.

Автоматический регулятор pH будет делать свою работу - контролировать pH в пределах диапазона - но он не скажет вам, чувствует ли ваша система себя хорошо или нет с точки зрения здоровья растений.

Как часто ваш pH-контроллер должен добавлять кислоту/основание и сколько кислоты/основания он использует для этого, являются важными частями информации, которую нужно учитывать, чтобы гарантировать, что система работает должным образом.

Помните, что рН-регулирующие вещества, также, попадают в раствор с удобрениями и питательными веществами - такими как фосфор или калий - поэтому важно держать все эти добавки под контролем.

Конечно, контроль рН-это не простая задача, и разные автоматические регуляторы рН будут иметь различные преимущества и недостатки.

Однако, делая все возможное, чтобы обеспечить надлежащее обслуживание - очистка, промывка в буферном растворе, калибровка электродов, правильное размещение и т. д. - вы можете сделать так, что ваша установка будет вести себя очень стабильно.

Если есть возможность, то я бы посоветовал создать свой собственный контроллер автоматического уровня pH, используя такие вещи, как arduino, raspberry pi и надежные погружные pH-зонды, чтобы у вас были оптимальные настройки, которые смогут обеспечить все преимущества автоматического контроля pH с минимальным количеством недостатков.

Я напишу о создании собственного контроллера pH в будущей статье.

К оглавлению раздела