CN111121859A - 沼液浓度实时检测装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种沼液浓度实时检测装置。该装置包括：传感器，用于对待测沼液的参数进行检测；滤波器，与传感器连接，用于对传感器的信号进行过滤波；模数转换器，与滤波器连接，用于将滤波信号转换为数字信号；处理器，分别与滤波器和模数转换器连接，用于对数字信号进行处理，得到待测沼液的参数数据；加热装置，与处理器连接，用于对待测沼液进行加热；和控制显示面板，与处理器连接，用于显示参数数据，并且用于接收用户的输入，以便对传感器、滤波器、装置加热装置的参数进行设置。该装置集成了检测、显示和设置功能，不受测量受到场地的限制，仅需要准备待测沼液即可以随时随地进行测量，测量时间快、效率高，体积较小便于移动。

Description

沼液浓度实时检测装置

技术领域

本申请涉及数据测量领域，特别是涉及沼液浓度实时检测装置。

背景技术

检测沼液的方法包括直接检测法和水溶法，其中水溶法检测的原液为沼液，沼液主要成分是动物粪便主要有牛粪，由于沼液会根据温度、湿度发酵产生不稳定的肥料原液，因此需要沼液的成分进行测量。目前，检测沼液的方法主要采用化学分析方法在实验室环境下进行测量。这种测量方法周期长，无法满足沼液作为营养液来使用。因为沼液具有流动性、变异性、浓度不确定性等特性。随着温度、投料品种、冲水稀释倍数等不确定因素，无法做到随检随用。

发明内容

本申请的目的在于克服上述问题或者至少部分地解决或缓减解决上述问题。

根据本申请的一个方面，提供了一种沼液浓度实时检测装置，该装置包括：

传感器，用于对待测沼液的参数进行检测；

滤波器，与所述传感器连接，用于对传感器的信号进行过滤波；

模数转换器，与所述滤波器连接，用于将滤波信号转换为数字信号；

处理器，分别与所述滤波器和所述模数转换器连接，用于对数字信号进行处理，得到所述待测沼液的参数数据；

加热装置，与所述处理器连接，用于对所述待测沼液进行加热；

控制显示面板，与所述处理器连接，用于显示所述参数数据，并且用于接收用户的输入，以便对所述传感器、所述滤波器、所述装置加热装置的参数进行设置。

该装置集成了检测、显示和设置功能，不受测量受到场地的限制，仅需要准备待测沼液即可以随时随地进行测量，测量时间快、效率高，体积较小便于移动。

可选地，所述传感器包括但不限于以下传感器中的一个或多个：Ph值传感器、温度传感器、EC值传感器、氮浓度传感器、磷浓度传感器、钾浓度传感器和钙浓度传感器，其中，每一传感器分别与一滤波器和一模数转换器依次连接。

采用该装置，各个滤波器的级数可以分别进行设置，实现对不同参数达到不同测量精度的效果。因此能够便于用户根据不同肥料的需求，强化或者弱化某个或某些参数的测量，从而提高测量速度和测量精度。

可选地，该装置还包括：

控制装置，与所述处理器连接，用于根据所述用户通过所述控制显示面板设定的工作模式以及所述处理器发送的控制指令，控制投料部的运行。

采用该控制装置，能够实现对待制作肥料成分的自动调节。基于用户的肥料参数设置，当检测到待测沼液不满足要求时，处理器对该控制装置的运行状态和运行模式进行控制，从而使该控制装置能够控制投料部，向待制备肥料中投放相应的原料，从而使得待制备肥料满足成分要求。

可选地，该装置还包括：

有线数据收发模块，与所述处理器连接，用于与上位机连接，发送所述待测沼液的参数数据，接收所述移动终端和/或上位机的控制指令。

可选地，该装置还包括：

无线数据收发模块，与所述处理器连接，用于通过网络与移动终端和/或上位机连接，发送所述待测沼液的参数数据，接收所述移动终端和/或上位机的控制指令。

采用该装置，用户可以远程获取待测沼液的参数，并且对待制备肥料的制作进行远程控制。

可选地，所述处理器包括：

Ph值校正模块，其配置成用于在所述传感器对特定Ph值的标准液进行测量的情况下，将所述传感器的测量值与该特定Ph值进行计算，得到修正系数，以便对待测沼液的Ph值的测量值进行修正后发送给所述控制显示面板。

采用该装置，能够使得Ph值的测量更加准确，使得待制备肥料的指标满足要求。

可选地，所述传感器包括：

量程切换电路，所述传感器通过所述量程切换电路与所述滤波器连接，用于根据所述处理器的指令对电极量程进行切换。

通过量程切换电路能够对传感器的测量精度进行调节，从而满足不同测量需求。

可选地，所述处理器还包括：

电极系数校正模块，其配置成用于接收用户通过所述控制显示面板选择电极量程，将量程切换指令发送给所述量程切换电路，计算所述传感器的实际电极系数，在接收所述用户通过所述控制显示面板发送的电极系数校正指令，存储所述实际电极系数并作为该电极量程的电极系数标准值。

可选地，所述处理器还包括：

模式设置模块，其配置成用于对所述控制装置的工作模式进行设置，所述工作模式包括高点触发模式和地点触发模式，基于用户通过所述控制显示面板设置的触发值和迟滞值，控制投料部的运行。

可选地，迟滞值小于触发值与预期值的差值。

该模式设置模块可以实现对投料部的迟滞控制，由于化学反应需要一定的反应时间，因此设置迟滞值能够避免加料过多，减少反复对待制备肥料的参数进行调整的次数。

可选地，该装置还包括：

晶振模块，与所述模数转换器和所述控制器连接，用于提供晶振频率和时钟信号。

根据下文结合附图对本申请的具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本申请的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本申请的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本申请的一个实施例的沼液浓度实时检测装置的示意性结构图；

图2是根据本申请的另一个实施例的沼液浓度实时检测装置的示意性结构图；

图3是根据本申请的另一个实施例的沼液浓度实时检测装置的示意性结构图。

具体实施方式

根据下文结合附图对本申请的具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本申请的上述以及其他目的、优点和特征。

本申请提供了一种沼液浓度实时检测装置，图1是根据本申请的一个实施例的沼液浓度实时检测装置的示意性结构图。该装置可以包括：

传感器，用于对待测沼液的参数进行检测。使用时，可以将传感器的探头插入到待测沼液中进行测量。

滤波器，与所述传感器连接，用于对传感器的信号进行过滤波。滤波器的滤波级数可调。该滤波器包括但不限于：LC可调带阻滤波器、LC可调带通滤波器、可调低通滤波器、可调高通滤波器。通过控制滤波的级数，能够实现对信号的精确测量。

模数转换器，与所述滤波器连接，用于将滤波信号转换为数字信号。

处理器，分别与所述滤波器和所述模数转换器连接，用于对数字信号进行处理，得到所述待测沼液的参数数据。该处理器能够对滤波器的级数进行控制，并且接收模数转换器的数字信号，通过内置的参数和转换关系计算的待测沼液的参数，同时处理器还可以基于用户对所需肥料的成分的设定，得到待制备肥料，例如，营养液的成分调整方案。

加热装置，与所述处理器连接，用于对所述待测沼液进行加热。由于待测沼液需要满足一定的温度要求才能实现精确测量，因此设置加热装置能够使得待测沼液在恒定温度下进行检测，从而使得测量不受环境温度的影响。

控制显示面板，与所述处理器连接，用于显示所述参数数据，并且用于接收用户的输入，以便对所述传感器、所述滤波器、所述装置加热装置的参数进行设置。采用该控制显示面板不但能够使得用户直观地了解待测沼液的参数，而且能够便于用户针对不同类型的肥料设置检测参数，从而通过自动或者手动方式对肥料进行成分的调整，制备所需的肥料产品。

该装置集成了检测、显示和设置功能，不受测量受到场地的限制，仅需要准备待测沼液即可以随时随地进行测量，测量时间快、效率高，体积较小便于移动。

图2是根据本申请的另一个实施例的沼液浓度实时检测装置的示意性结构图。在一个可选地实施方案中，该装置还包括：控制装置，与所述处理器连接，用于根据所述用户通过所述控制显示面板设定的工作模式以及所述处理器发送的控制指令，控制投料部的运行。

采用该控制装置，能够实现对待制作肥料成分的自动调节。基于用户的肥料参数设置，当检测到待测沼液不满足要求时，处理器对该控制装置的运行状态和运行模式进行控制，从而使该控制装置能够控制投料部，向待制备肥料中投放相应的原料，从而使得待制备肥料满足成分要求。

可以理解的是，用户也可以基于通过手动对待制备肥料的成分进行调节。

该装置还可以包括：有线数据收发模块。该有线数据收发模块与所述处理器连接，用于与上位机连接，发送所述待测沼液的参数数据，接收所述移动终端和/或上位机的控制指令。上位机可以包括台式电脑、笔记本电脑、服务器等。

该装置还可以包括：无线数据收发模块。该无线数据收发模块与所述处理器连接，用于通过网络与移动终端和/或上位机连接，发送所述待测沼液的参数数据，接收所述移动终端和/或上位机的控制指令。

所述移动终端可以是任何一种可与用户通过键盘、鼠标、触摸屏、声控设备或手写设备等方式进行人机交互的电子产品，例如手机、智能手机、PDA、可穿戴设备、掌上电脑PPC或平板电脑等。

所述网络包括但不限于互联网、广域网、城域网、局域网、VPN网络、无线自组织网络(Ad Hoc网络)等。无线连接包括：WIFI、蓝牙、NFC等。

采用该装置，用户可以远程获取待测沼液的参数，并且对待制备肥料的制作进行远程控制。

所述传感器包括但不限于以下的一个或者多个：Ph值传感器、温度传感器、氮浓度传感器、磷浓度传感器、钾浓度传感器、钙浓度传感器、EC值传感器、二氧化碳传感器。通过设置多个传感器，可以实现对多个参数的同时测量，提高了测量速度。其中，EC值表示沼液中可溶性盐的浓度或者可溶性离子浓度的值。图3是根据本申请的另一个实施例的沼液浓度实时检测装置的示意性结构图。可选地，每一传感器可以分别与一滤波器和一模数转换器依次连接。

在一个可选地实施方案中，Ph值传感器与第一滤波器和第一模数转换器依次连接，温度传感器与第二滤波器和第二模数转换器依次连接，氮浓度传感器与第三滤波器和第三模数转换器依次连接，磷浓度传感器与第四滤波器和第四模数转换器依次连接，钾浓度传感器与第五滤波器和第五模数转换器依次连接，钙浓度传感器与第六滤波器和第六模数转换器依次连接。EC值传感器与第七滤波器和第七模数转换器依次连接。采用该连接方式，各个滤波器的级数可以分别进行设置，实现对不同参数达到不同测量精度的效果。因此能够便于用户根据不同肥料的需求，强化或者弱化某个或某些参数的测量，从而提高测量速度和测量精度。

所述传感器可以包括：量程切换电路，所述传感器通过所述量程切换电路与所述滤波器连接，用于根据所述处理器的指令对电极量程进行切换。

其中，电极量程包括以下档位和范围：

0.01，可调范围0.0080至0.1200；

0.1，可调范围0.0400至0.6000；

1.00，可调范围0.0800至1.999；

10.00，可调范围2.00至19.99。

通过量程切换电路能够对传感器的测量精度进行调节，从而满足不同测量需求。量程切换电路可以包括采用模拟多路复用芯片、低功耗运算放大器和其他元件，例如电阻实现。

所述处理器可以包括但不限于以下模块中的一个或几个：

Ph值校正模块，其配置成用于在所述传感器对特定Ph值的标准液进行测量的情况下，将所述传感器的测量值与该特定Ph值进行计算，得到修正系数，以便对待测沼液的Ph值的测量值进行修正后发送给所述控制显示面板。

用户通过控制显示面板选择Ph校正的类型，类型可以包括：4.00-6.86Ph；6.86-9.18Ph；4.00-7.00Ph；7.00-10.00Ph；Ph微校正。例如，用户通过控制显示面板选择4.00-6.86Ph类型，则可以通过以下步骤进行Ph校正。将Ph值传感器的探头清洗干净，放入4.00Ph校正溶液中，所述传感器得到第一测量值；将Ph值传感器的探头清洗干净，放入6.86Ph校正溶液中，所述传感器得到第二测量值。处理器通过4.00和6.68、第一测量值和第二测量值得到修正系数。后续当Ph值传感器在该范围内测量待测沼液的Ph值时，通过该修改系数修改后显示Ph值。

电极系数校正模块，其配置成用于接收用户通过所述控制显示面板选择电极量程，将量程切换指令发送给所述量程切换电路，计算所述传感器的实际电极系数，在接收所述用户通过所述控制显示面板发送的电极系数校正指令，存储所述实际电极系数并作为该电极量程的电极系数标准值。

ORP校正模块，其配置成用于在所述传感器对具有特定氧化还原电位(Oxidation-Reduction Potential,ORP)值的标准液进行测量的情况下，将所述传感器的测量值与该特定氧化还原电位值进行计算，得到修正系数，以便对待测沼液的氧化还原电位值的测量值进行修正后发送给所述控制显示面板。

用户可以通过控制显示面板选择ORP校正的类型，例如，用户通过控制显示面板选择256mv，则可以通过以下步骤进行ORP校正。将传感器的探头清洗干净，放入256mv校正溶液中，所述传感器得到测量值240mv；处理器基于256与240的差值+16得到修正系数。后续当各传感器，例如氮浓度传感器、磷浓度传感器、钾浓度传感器和钙浓度传感器测量待测离子浓度时，通过该修改系数修改后显示离子浓度值。

模式设置模块，其配置成用于对所述控制装置的工作模式进行设置，所述工作模式包括高点触发模式和低点触发模式，基于用户通过所述控制显示面板设置的触发值和迟滞值，控制投料部的运行。其中，控制装置可以包括继电器。迟滞值可以小于触发值与预期值的差值。

在高点触发模式下：继电器的断开值＝高点触发值-迟滞值。当用户选择加药类型为高点触发模式，高点触发值设置为7.0Ph，迟滞值设置为0.5Ph时，处理器在Ph传感器检测到7.00Ph时，通过控制装置控制投料部投药，在Ph值低于6.5Ph时，停止投药。

在低点触发模式下：继电器的断开值＝低点触发值+迟滞值。当用户选择加药类型为低点触发模式，低点触发值设置为7.0Ph，迟滞值设置为0.5Ph时，处理器在Ph传感器检测到7.00Ph时，通过控制装置控制投料部投药，在Ph值高于7.5Ph时，停止投药。

将迟滞值设置为小于触发值与预期值的差值能够避免加料过多带来的反复。例如，需要的Ph值为8.0，低点触发值设置为7.0Ph，在Ph值高于7.5Ph时，停止投药。过段时候后再进行测量，Ph值可能会不是7.5Ph，而是其他数值，进而再次调整Ph值，能够使得待制备肥料的Ph值最终接近或达到目标值。

该模式设置模块可以实现对投料部的迟滞控制，由于化学反应需要一定的反应时间，因此设置迟滞值能够避免加料过多，减少反复对待制备肥料的参数进行调整的次数。

该装置还可以包括：晶振模块，与所述模数转换器和所述控制器连接，用于提供晶振频率和时钟信号。

用户通过控制显示面板和处理器还可以对控制显示面板的背光灯、显示时钟、有限通讯接口的波特率、通讯地址、无线通信网关等进行设置和调整。

可选地，该装置还可以包括自动测量装置，用于基于以下标准液中的一种或多种进行自动测量和校正：EC标准液、氮标准液、磷标准液、钾标准液和钙标准液。所述自动测量装置与所述控制器连接。待测沼液容纳在水箱中，该水箱具有若干独立的区域，例如，格子。格子按照用途可以设置成不同大小，以容纳不同种类的液体。例如，较大的格子可以用于容纳待测沼液，多个较小的格子可以分别用于容纳EC标准液、氮标准液、磷标准液、钾标准液和钙标准液。还可以将某个或者某些隔间设置为用于容纳清水，以用于清洗传感器。可以理解的是，也可以采用多个独立的水箱实现上述不同的功能。

控制器可以控制不同传感器的校正、清洗和测量。例如，对于EC值传感器，控制器可以实现以下控制步骤：

在特定格子中加入EC值标准液；将EC值传感器的探头进行清洗后投入EC值标准液中；利用测量值校正参数，例如，电极系数和ORP等；自动清洗EC值传感器的探头；将EC值传感器的探头投入到待测沼液中。

其他氮标准液、磷标准液、钾标准液和钙标准液的自动清洗和校正方法与上述方法相同或者相近似，不再赘述。

可以理解的是，在上述实施例中，处理器中的模块可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、获取其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘Solid State Disk(SSD))等。

专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例中处理器的各个模块可以通过软件实现，实现方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令处理器完成，所述的程序可以存储于计算机可读存储介质中，所述存储介质是非短暂性(英文：non-transitory)介质，例如随机存取存储器，只读存储器，快闪存储器，硬盘，固态硬盘，磁带(英文：magnetictape)，软盘(英文：floppy disk)，光盘(英文：optical disc)及其任意组合。

以上所述，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种沼液浓度实时检测装置，该装置包括：

传感器，用于对待测沼液的参数进行检测；

滤波器，与所述传感器连接，用于对传感器的信号进行过滤波；

模数转换器，与所述滤波器连接，用于将滤波信号转换为数字信号；

处理器，分别与所述滤波器和所述模数转换器连接，用于对数字信号进行处理，得到所述待测沼液的参数数据；

加热装置，与所述处理器连接，用于对所述待测沼液进行加热；和

控制显示面板，与所述处理器连接，用于显示所述参数数据，并且用于接收用户的输入，以便对所述传感器、所述滤波器、所述装置加热装置的参数进行设置。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述传感器包括但不限于以下传感器中的一个或多个：Ph值传感器、温度传感器、EC值传感器、氮浓度传感器、磷浓度传感器、钾浓度传感器和钙浓度传感器，其中，每一传感器分别与一滤波器和一模数转换器依次连接。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，该装置还包括：

控制装置，与所述处理器连接，用于根据所述用户通过所述控制显示面板设定的工作模式以及所述处理器发送的控制指令，控制投料部的运行。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，该装置还包括：

有线数据收发模块，与所述处理器连接，用于与上位机连接，发送所述待测沼液的参数数据，接收所述移动终端和/或上位机的控制指令。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，该装置还包括：

无线数据收发模块，与所述处理器连接，用于通过网络与移动终端和/或上位机连接，发送所述待测沼液的参数数据，接收所述移动终端和/或上位机的控制指令。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其特征在于，所述处理器包括：

Ph值校正模块，其配置成用于在所述传感器对特定Ph值的标准液进行测量的情况下，将所述传感器的测量值与该特定Ph值进行计算，得到修正系数，以便对待测沼液的Ph值的测量值进行修正后发送给所述控制显示面板。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其特征在于，所述传感器包括：

量程切换电路，所述传感器通过所述量程切换电路与所述滤波器连接，用于根据所述处理器的指令对电极量程进行切换。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其特征在于，所述处理器还包括：

电极系数校正模块，其配置成用于接收用户通过所述控制显示面板选择电极量程，将量程切换指令发送给所述量程切换电路，计算所述传感器的实际电极系数，在接收所述用户通过所述控制显示面板发送的电极系数校正指令，存储所述实际电极系数并作为该电极量程的电极系数标准值。

9.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其特征在于，所述处理器还包括：

模式设置模块，其配置成用于对所述控制装置的工作模式进行设置，所述工作模式包括高点触发模式和地点触发模式，基于用户通过所述控制显示面板设置的触发值和迟滞值，控制投料部的运行。

10.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其特征在于，该装置还包括：

晶振模块，与所述模数转换器和所述控制器连接，用于提供晶振频率和时钟信号。

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