CN111912492A - 液位测量装置和系统 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例提供了一种液位测量装置和系统，涉及测量技术领域。该液位测量装置包括主控模块、液位处理模块和测量电极阵列，主控模块、液位处理模块以及测量电极阵列依次电连接，测量电极阵列用于设置于待测目标处；主控模块用于向液位处理模块发送测量指令；液位处理模块用于依据测量指令获取测量电极阵列产生的测量电阻信息；液位处理模块还用于将测量电阻信息与预设的参考电阻信息进行比较，得到比较结果，并将比较结果发送至主控模块；主控模块还用于依据比较结果确定待测目标的液位高度信息。其能够不受泥土、杂质以及农作物等影响，准确、可靠的测量出液位的深度。

Description

液位测量装置和系统

技术领域

本发明涉及测量技术领域，具体而言，涉及一种液位测量装置和系统。

背景技术

目前用于灌溉系统的测量水位装置主要采用以下三种测量方案：第一种，霍尔开关式，通过装在浮球的磁铁感应到相应高度的霍尔开关，从而确定水位，但灌溉区的泥土和杂质较多，会导致浮球被杂质或泥土沾住，使得浮球浮不起来，进而产生无法测量的问题。第二种，压力传感器式，通过放在液体底部的压力传感器，测量的压力转换为水的深度，但因灌溉区底部有过多的泥土和杂质，会堵住压力传感器的进水孔，影响测量。第三种，超声波式传感器，通过发送的超声波和反射回波的时间差，测量出液位的深度，但因灌溉区环境问题，很容易受到农作物或杂质干扰。故现亟需一种能够不受灌溉区的泥土、杂质和农作物等干扰的液位测量装置。

发明内容

本发明的目的包括，例如，提供了一种液位测量装置和系统，其能够不受泥土、杂质以及农作物等影响，准确、可靠的测量出液位的深度。

本发明的实施例可以这样实现：

第一方面，本发明实施例提供一种液位测量装置，包括主控模块、液位处理模块和测量电极阵列，所述主控模块、所述液位处理模块以及所述测量电极阵列依次电连接，所述测量电极阵列用于设置于待测目标处；

所述主控模块用于向所述液位处理模块发送测量指令；

所述液位处理模块用于依据所述测量指令获取所述测量电极阵列产生的测量电阻信息；

所述液位处理模块还用于将所述测量电阻信息与预设的参考电阻信息进行比较，得到比较结果，并将所述比较结果发送至所述主控模块；

所述主控模块还用于依据比较结果确定所述待测目标的液位高度信息。

第二方面，本发明实施例提供一种液位测量系统，包括终端设备和如前述实施方式任意一项所述的液位测量装置，所述终端设备与所述液位测量装置电连接；

所述终端设备用于接收所述液位测量装置液位高度信息。

本发明实施例的有益效果包括，例如：一种液位测量装置和系统，该液位测量装置包括主控模块、液位处理模块和测量电极阵列，主控模块、液位处理模块以及测量电极阵列依次电连接，测量电极阵列用于设置于待测目标处；主控模块用于向液位处理模块发送测量指令；液位处理模块用于依据测量指令获取测量电极阵列产生的测量电阻信息；液位处理模块还用于将测量电阻信息与预设的参考电阻信息进行比较，得到比较结果，并将比较结果发送至主控模块；主控模块还用于依据比较结果确定待测目标的液位高度信息。可见，通过测量电极阵列产生的测量电阻信息，能够准确测量得到待测目标的液位高度信息。由于测量电极阵列产生的测量电阻信息不会受泥土、杂质和农作物等影响，故通过测量电极阵列产生的测量电阻能够准确、可靠的测量出待测目标的液位高度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的一种液位测量系统的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种液位测量装置的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种液位测量装置的测量电极阵列的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种液位测量装置的电路示意图；

图5为本申请实施例提供的又一种液位测量装置的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的另一种液位测量装置的电路示意图。

图标：10-液位测量系统；100-液位测量装置；110-主控模块；120-液位处理模块；121-参考电阻设置单元；122-测量电阻获取单元；123-比较单元；130-测量电极阵列；131-测量电极；140-通信模块；141-整流单元；142-电力载波通信单元；150-供电模块；200-终端设备；300-待测目标；310-液上区；320-液下区；U1-第一模拟开关；U2-第二模拟开关；U3-比较器；Rc-参考电阻；R1-第一电阻；R2-第二电阻；TP-探测正极；GND-探测负极。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

请参考图1，本实施例提供了一种液位测量系统10，该液位测量系统10包括终端设备200和液位测量装置100，终端设备200与液位测量装置100电连接。终端设备200用于通过有线或无线的方式接收液位测量装置100液位高度信息。

在本实施例中，终端设备200与液位测量装置100之间可以采用RS232、RS485、电力载波以及无线通信等方式进行数据交互。终端设备200不仅可以接收液位测量装置100发送的液位高度信息，还可以向液位测量装置100发送测试指令。液位测量装置100依据测试指令对待测目标进行液位测量，以获得液位高度信息。

其中，待测目标可以为待测水田以及待测池塘等。

请参照图2，为图1中所示的液位测量装置100的一种可实施的结构示意图。该液位测量装置100包括主控模块110、液位处理模块120和测量电极阵列130，主控模块110、液位处理模块120以及测量电极阵列130依次电连接，测量电极阵列130用于设置于待测目标处。

在本实施例中，主控模块110用于向所述液位处理模块120发送测量指令；液位处理模块120用于依据测量指令获取测量电极阵列130产生的测量电阻信息；液位处理模块120还用于将测量电阻信息与预设的参考电阻信息进行比较，得到比较结果，并将比较结果发送至主控模块110；主控模块110还用于依据比较结果确定待测目标的液位高度信息。

可以理解，测量电极阵列130可以为测量金属探头，待测目标的液位高度不同，测量电极阵列130产生的测量电阻信息是不同的。液位处理模块120根据不同的测量电阻信息能够得到不同的比较结果，主控模块110根据不同的比较结果就能确定待测目标300的液位高度信息。

可见，通过测量电极阵列130产生的测量电阻信息，能够准确测量得到待测目标的液位高度信息。由于测量电极阵列130产生的测量电阻信息不会受泥土、杂质和农作物等影响，故通过测量电极阵列130产生的测量电阻能够准确、可靠的测量出待测目标的液位高度。

为了进一步的说明如何通过测量电极阵列130产生不同的测量电阻信息，如图3所示，为测量电极阵列130的一种可实施的结构示意图。测量电极阵列130包括多个测量电极131，多个测量电极131分别与液位处理模块120电连接，多个测量电极131按照预设间距由下而上依次排布在待测目标300处，每个测量电极131对应产生一个测量电阻信息。

在本实施例中，液位处理模块120用于依据测量指令按照预设顺序依次获取每个测量电极131产生的测量电阻信息；液位处理模块120还用于依次将每个测量电阻信息与参考电阻信息进行比较，得到每个测量电阻信息的比较结果，并将每个测量电阻信息的比较结果发送至主控模块110；主控模块110还用于依据每个测量电阻信息的比较结果确定目标测量电极，并获得目标测量电极的位置信息；主控模块110还用于依据位置信息和预设间距计算得到液位高度信息。

可以理解，每个测量电极131均包括探测正极TP和探测负极GND，即一个探测正极TP对应一个探测负极GND。每个测量电极131对应产生的测量电阻信息为一个探测正极TP与对应的探测负极GND之间的阻值信息。每个测量电极131对应产生的测量电阻信息的大小跟测量电极131的探测正极TP和探测负极GND之间的距离以及探测正极TP与探测负极GND之间的电导率有关。探测正极TP和探测负极GND之间的距离越大测量电极131对应产生的测量电阻信息的值也就越大，探测正极TP与探测负极GND之间的电导率越高，测量电极131对应产生的测量电阻信息的值也就越小。

在本实施例中，每个测量电极131的探测正极TP和探测负极GND之间的距离是相同的，但由于每个测量电极131排布在待测目标300的不同位置，故每个测量电极131的探测正极TP和探测负极GND之间的电导率可能相同，也可能相近，也可能相差很大。故排布在待测目标300处液下区320的测量电极131产生的测量电阻信息应该相同或相近，排布在待测目标300处液上区310的测量电极131产生的测量电阻信息也应该相同或相近，而排布在待测目标300处于液下区320的测量电极131产生的测量电阻信息与排布在待测目标300处液上区310的测量电极131产生的测量电阻信息应该相差很大。

在本实施例中，多个测量电极131按照预设间距由下而上依次排布在待测目标300处，可以理解为多个测量电极131按照预设间距从待测目标300的液下区320底部开始，由下而上依次排布到待测目标300的液上区310。由于排布在待测目标300处液下区320的测量电极131产生的测量电阻信息应该相同或相近，排布在待测目标300处液上区310的测量电极131产生的测量电阻信息也应该相同或相近，而排布在待测目标300处于液下区320的测量电极131产生的测量电阻信息与排布在待测目标300处液上区310的测量电极131产生的测量电阻信息应该相差很大。为了便于识别和测量，液位处理模块120依据的预设顺序可以为从排布在液下区320底部的测量电极131开始，由下而上依次获取每个测量电极131对应的测量电阻信息；或液位处理模块120依据的预设顺序还可以为从排布在液上区310顶部的测量电极131开始，又上而下依次获取每个测量电极131对应的测量电阻信息。

由于排布在待测目标300处液下区320的测量电极131产生的测量电阻信息应该相同或相近，排布在待测目标300处液上区310的测量电极131产生的测量电阻信息也应该相同或相近，而排布在待测目标300处于液下区320的测量电极131产生的测量电阻信息与排布在待测目标300处液上区310的测量电极131产生的测量电阻信息应该相差很大。故排布在待测目标300处液上区310的测量电极131对应的比较结果在正常情况应是相同的，排布在待测目标300处液下区320的测量电极131对应的比较结果在正常情况应是相同的，排布在待测目标300处液上区310的测量电极131对应的比较结果在正常情况与排布在待测目标300处液下区320的测量电极131对应的比较结果应是不同的。主控模块110根据比较结果的变化就能确定目标测量电极，该目标测量电极可以为排布在液下区320最上面的测量电极131，也可以为排布在液上区310最下面的测量电极131，即目标测量电极为液上区310和液下区320交界处的测量电极131。

主控模块110可以根据确定目标测量电极之前比较结果的数量能够确定目标测量电极的位置信息，该位置信息可以为目标测量电极的排布顺序，也可以为排布在液下区320的测量电极131数量或排布在液上区310的测量电极131数量。主控模块110将位置信息与预设间距进行乘法运算，可以计算得到液位高度信息。

例如，液位处理模块120依据的预设顺序可以为从排布在液下区320底部的测量电极131开始，由下而上依次获取每个测量电极131对应的测量电阻信息。若液位处理模块120得到的前五个比较结果都是相同(例如，测量电阻信息小于参考电阻信息)，液位处理模块120得到的第六个比较结果(例如，测量电阻信息大于参考电阻信息)与第五个比较结果不同，或液位处理模块120得到的第六个比较结果与前面五个比较结果不同。那么主控模块110则确定第五个比较结果对应的测量电机为目标测量电机，并获得目标测量电极的排序为5的位置信息。主控模块110将排序5与预设间距进行乘法计算得到液位高度信息。

在本实施例中，每个测量电极131对应产生的测量电阻信息不仅可以用于测量待测目标300的液位深度，还可以用于检测多个测量电极131中是否存在异常测量电极。具体的工作原理为：主控模块110还用于依据每个测量电阻信息的比较结果，判断多个测量电极131中是否存在异常测量电极。

具体地，由于待测目标300包括液上区310和液下区320，多个测量电极131按照预设间距由下而上依次排布在液下区320和液上区310中。其中，液上区310可以理解为待测目标300处液面上的区域，液下区320可以理解为待测目标300处液面下的区域。主控模块110还用于依据每个测量电阻信息的比较结果确定排布在液上区310的测量电极131和排布在液下区320中的测量电极131；主控模块110还用于依据排布在液上区310的测量电极131对应的比较结果是否一致，判断排布在液上区310的测量电极131是否存在异常测量电极；主控模块110还用于依据排布在液下区320的测量电极131对应的比较结果是否一致，判断排布在液下区320的测量电极131是否存在异常测量电极。

可以理解，由于液上区310为待测目标300处液面上区域，故排布在液上区310的测量电极131产生的测量电阻信息对应的值等效于无穷大，即排布在液上区310的测量电极131的正极与负极之间相当于开路。而液下区320为待测目标300处液面下区域，因为液体存在电导率，故排布在液下区320的测量电极131产生的测量电阻信息对应的值一般会在一固定值之内。由于排布在液下区320的测量电极131产生的测量电阻信息对应的值还跟测量电极131的正极与负极之间的间距相关，且液体的电导率跟液体的成分有关，若液体为纯净水，该固定值一般为500KΩ，若液体为农田灌溉用水、井水或雨水，电导率更高，该固定值会更小。故参考电阻信息可以依据固定值进行设置。

故若测量电极131对应的测量电阻信息与参考电阻信息进行比较的比较结果为测量电阻信息大于参考电阻信息，则表明该测量电极131为排布在液上区310的测量电极131。若测量电极131对应的测量电阻信息与参考电阻信息进行比较的比较结果为测量电阻信息小于参考电阻信息，则表明该测量电极131为排布在液上区310的测量电极131。

由于在液上区310的测量电极131存在着被导电物体(如铁丝)连接的情况，所以排布在液上区310的测量电极131对应的测量电阻信息有可能小于参考电阻信息。但是被导电物体连接的测量电极131只会是少数，故液上区310的测量电极131对应的测量电阻信息还是会存在着更多的测量电阻信息大于参考电阻信息的比较结果。若被导电物体连接的测量电极131排布在液上区310测量电极131的中间位置，主控模块110根据先接收到多个测量电阻信息大于参考电阻信息的比较结果，再接收到一个测量电阻信息小于参考电阻信息的比较结果，最后再接收到多个测量电阻信息大于参考电阻信息的比较结果的情况，判断液上区310存在着异常测量电极。若被导电物体连接的测量电极131排布在液上区310测量电极131的最上面位置，主控模块110根据先接收到多个测量电阻信息大于参考电阻信息的比较结果，再接收到一个测量电阻信息小于参考电阻信息的比较结果，判断液上区310存在着异常测量电极。

由于在液下区320的测量电极131存在着被绝缘物体(如胶水)包围的情况，所以排布在液下区320的测量电极131对应的测量电阻信息有可能大于参考电阻信息。但是被导电物体连接的测量电极131只会是少数，故液下区320的测量电极131对应的测量电阻信息还是会存在着更多的测量电阻信息小于参考电阻信息的比较结果。若被绝缘物体包围的测量电极131排布在液下区320测量电极131的中间位置，主控模块110根据先接收到多个测量电阻信息小于参考电阻信息的比较结果，再接收到一个测量电阻信息大于参考电阻信息的比较结果，最后再接收到多个测量电阻信息小于参考电阻信息的比较结果的情况，判断液下区320存在着异常测量电极。若被绝缘物体包围的测量电极131排布在液下区320测量电极131的最下面位置，主控模块110根据先接收到一个测量电阻信息大于参考电阻信息的比较结果，再接收到多个测量电阻信息小于参考电阻信息的比较结果，判断液下区320存在着异常测量电极。

同时，主控模块110还会将存在着异常测量电极的异常信息上报至终端设备200，以便用户及时对异常测量电极进行处理。

为了进一步的说明如何通过测量电极阵列130测量到待测目标300的液位高度信息，如图4所示，为本申请实施例提供的液位测量装置100的一种可实施的电路示意图。液位处理模块120包括参考电阻设置单元121、测量电阻获取单元122和比较单元123，参考电阻设置单元121与比较单元123电连接，测量电阻获取单元122与主控模块110、比较单元123和测量电极阵列130均电连接，比较单元123与主控模块110电连接。

在本实施例中，参考电阻设置单元121用于向比较单元123提供参考电阻信息；测量电阻获取单元122用于依据测量指令获取测量电阻信息；比较单元123用于将测量电阻信息与参考电阻信息进行比较，得到比较结果，并将比较结果发送至主控模块110。

进一步地，参考电阻设置单元121还可与主控模块110电连接；主控模块110还用于向参考电阻设置单元121发送设置指令；参考电阻设置单元121还用于依据设置指令调节参考电阻信息。

进一步地，参考电阻设置单元121包括第一模拟开关U1和多个参考电阻Rc，第一模拟开关U1的控制引脚与主控模块110电连接，第一模拟开关U1的多个选择引脚与多个参考电阻Rc一一对应电连接，第一模拟开关U1的输出引脚与比较单元123电连接，多个参考电阻Rc的阻值不同。第一模拟开关U1用于依据设置指令选择第一模拟开关U1的多个选择引脚中的一个选择引脚与第一模拟开关U1的输出引脚连通，进而调节参考电阻信息，并将调节后的参考电阻信息传输至比较单元123。

可以理解，参考电阻信息在实际使用之前或使用过程中是可调节的，通过主控模块110发送的设置指令，可以选择第一模拟开关U1的多个选择引脚中的一个选择引脚与第一模拟开关U1的输出引脚连通，根据与第一模拟开关U1的输出引脚连通的选择引脚连接的参考电阻Rc向比较器U3提供调节后的参考电阻信息。该设置指令可以为字符串，例如，若需选择第一模拟开关U1的第一选择引脚与第一模拟开关U1的输出引脚连通，设置指令可以设置为1000；若需要选择第一模拟开关U1的第二选择引脚与第一模拟开关U1的输出引脚连通，设置指令可以设置为0100。

在本实施例中，若工作人员并不知道固定值是多少，故参考电阻信息的大小无法通过固定值进行设置。那么在测试前，工作人员可以通过操作主控模块110控制阻值最小的参考电阻Rc电连接的选择引脚与第一模拟开关U1的输出引脚连通，以获得最小参考电阻信息。若多个参考电阻Rc的值对应设置为16K、91K、169K、243K、324K、392K、470K、549K、620K、698K、768K、845K以及931K等，那么最小参考电阻信息对应为16K。工作人员再操作主控模块110控制测量电阻获取单元122获取液下区320最下面的测量电极131产生的测量电阻信息。比较单元123将最小参考电阻信息与液下区320最下面的测量电极131产生的测量电阻信息进行比较，若得到最小参考电阻信息小于液下区320最下面的测量电极131产生的测量电阻信息的比较结果，则说明参考电阻信息的值选择过小，无法进行液位测量，故工作人员可以通过操作主控模块110控制阻值较大的参考电阻Rc电连接的选择引脚与第一模拟开关U1的输出引脚连通，以获得较大的参考电阻信息。比较单元123将较大的参考电阻信息与液下区320最下面的测量电极131产生的测量电阻信息进行比较，若得到较大的参考电阻信息大于液下区320最下面的测量电极131产生的测量电阻信息的比较结果，则说明该较大的参考电阻信息的值选择合适；若得到较大的参考电阻信息还小于液下区320最下面的测量电极131产生的测量电阻信息的比较结果，则说明该较大的参考电阻信息的值选择还是过小，需再次选择更大的参考电阻信息与液下区320最下面的测量电极131产生的测量电阻信息进行比较，直至获得参考电阻信息大于液下区320最下面的测量电极131产生的测量电阻信息的比较结果为止。

当然，在另一种实施例中，参考电阻信息的值的设置还可以通过液下区320测量电极131产生的测量电阻信息的值与液上区310测量电极131产生的测量电阻信息的值进行平均计算，将液下区320测量电极131产生的测量电阻信息的值与液上区310测量电极131产生的测量电阻信息的值的平均值作为参考电阻信息的值。当然，参考电阻信息的值的选取还可以采用其它方式，在此并不作限制。

在本实施例中，由于液上区310包括干燥区和湿水区，湿水区可以理解为待测目标300液位下降后测量电极阵列130上潮湿的区域。虽然排布在湿水区的测量电极131的探测正极TP与探测负极GND之间的电导率大于排布在干燥区的测量电极131的探测正极TP与探测负极GND之间的电导率，但排布在湿水区的测量电极131的探测正极TP与探测负极GND之间的电导率远小于排布在液下区320的测量电极131的探测正极TP与探测负极GND之间的电导率。故排布在湿水区的测量电极131的测量电阻信息远大于排布在液下区320的测量电极131的测量电阻信息，排布在干燥区的测量电极131的测量电阻信息远大于故排布在湿水区的测量电极131的测量电阻信息。所以，本申请设置的参考电阻信息也是小于排布在湿水区的测量电极131的测量电阻信息。

进一步地，如图4所示，测量电阻获取单元122包括第二模拟开关U2，第二模拟开关U2的控制引脚与主控模块110电连接，第二模拟开关U2的多个选择引脚分别与测量电极阵列130电连接，第二模拟开关U2的输出引脚与比较单元123电连接。第二模拟开关U2用于依据测量指令选择第二模拟开关U2的多个选择引脚中的一个选择引脚与第二模拟开关U2的输出引脚连通，进而获取测量电阻信息，并将测量电阻信息传输至比较单元123。

可以理解，第二模拟开关U2可以设置为多个，可以根据测量电极131的个数进行具体的设置。其中，第二模拟开关U2的选择引脚可以分别与测量电极131的探测正极TP电连接。

在本实施例中，第二模拟开关U2可以根据测量指令依次获取每个测量电极131产生的测量电阻信息，且依次获取的测量电极131的测量电阻信息的顺序应该为依次获取由下而上排布在待测目标300的测量电极131产生的测量电阻信息。即从排布在待测目标300最下面的测量电极131产生的测量电阻信息开始获取。

进一步地，如图4所示，比较单元123包括比较器U3、第一电阻R1和第二电阻R2，第一电阻R1与参考电阻设置单元121电连接，第二电阻R2与测量电阻获取单元122电连接，比较器U3的同相输入端电连接于第二电阻R2与测量电阻获取单元122之间，比较器U3的反相输入端电连接于第一电阻R1与参考电阻设置单元121之间，比较器U3的输出端与主控模块110电连接。比较器U3用于将测量电阻信息与参考电阻信息进行比较，得到比较结果，并将比较结果发送至主控模块110。

可以理解，比较器U3的同相输入端电连接于第二电阻R2与第二模拟开关U2的输出引脚之间，比较器U3的反相输入端电连接于第一电阻R1与第一模拟开关U1的输出引脚之间。比较器U3的同相输入端用于获取测量电阻信息，比较器U3的反相输入端用于获取参考电阻信息。比较器U3将测量电阻信息与参考电阻信息进行比较，若测量电阻信息大于参考电阻信息，比较器U3的输出端会产生为高电平的比较结果；若测量电阻信息小于参考电阻信息，比较器U3的输出端会产生为低电平的比较结果。

进一步地，如图5所示，为本申请实施例提供的液位测量装置100的另一种可实施的结构示意图，在图3所示的液位测量装置100的基础上，图5所示的液位测量装置100还包括通信模块140，主控模块110通过通信模块140与终端设备200电连接。主控模块110还用于通过通信模块140将液位高度信息传输至终端设备200。

在本实施例中，通信模块140可以为RS232通信模块、RS485通信模块、电力载波通信模块以及无线通信模块等。

在本实施例中，通信模块140优选设置为电力载波通信模块，如图6所述，为通信模块140为电力载波通信模块的一种可实施的电路示意图。通信模块140包括整流单元141和电力载波通信单元142，整流单元141与终端设备200电连接，整流单元141还与电力载波通信单元142和供电模块150均电连接，电力载波通信单元142还与主控模块110电连接。

在本实施例中，整流单元141用于将终端设备200提供的电源电压进行整流处理，获得整流后的电源电压，并将整流后的电源电压分别传输至供电模块150和电力载波通信单元142；电力载波通信单元142用于接收主控模块110发送的液位高度信息，并将液位高度信息传输至终端设备200。

可以理解，电力载波通信单元142包括第三电阻R3、第四电阻R4、第一开关管Q1和电力载波接收芯片U4，第三电阻R3和第四电阻R4串联于整流单元141和地线之间，电力载波接收芯片U4的接收引脚电连接于第三电阻R3和第四电阻R4之间，电力载波接收芯片U4的串口引脚与主控模块110电连接，电力载波接收芯片U4的发送引脚与第一开关管的第一引脚电连接，第一开关管Q1的第二引脚电连接于整流单元141与供电模块150之间，第一开关管Q1的第三引脚与地线电连接。

其中，通过第三电阻R3和第四电阻R4分压后，能够得到终端设备200发送的测试指令。主控模块110通过电力载波接收芯片U4控制第一开关管的通断，能够将液位高度信息以及异常信息等上报至终端设备200。

在本实施例中，整流单元141包括陶瓷放电管GDT1、可恢复保险丝F1、TVS管D1以及整流桥D2，陶瓷放电管GDT1、可恢复保险丝F1和TVS管D1组成防雷保护电路。整流桥D2用于实现终端设备200供电不分极性，便于布局，同时避免反接导致的短路故障。

如图5所示，液位测量装置100还包括供电模块150，通信模块140通过供电模块150与主控模块110和液位处理模块120均电连接。通信模块140用于接收终端设备200提供的电源电压，并将电源电压传输至供电模块150；供电模块150用于将电源电压进行电压转换得到工作电压，并将工作电压提供至主控模块110和液位处理模块120。

在本实施例中，供电模块150包括至少一个直流电压转换芯片，通过至少一个直流电压转换芯片可以将电源电压降压为多个不同大小的工作电压。

综上所述，本发明实施例提供了一种液位测量装置和系统，该液位测量装置包括主控模块、液位处理模块和测量电极阵列，主控模块、液位处理模块以及测量电极阵列依次电连接，测量电极阵列用于设置于待测目标处；主控模块用于向液位处理模块发送测量指令；液位处理模块用于依据测量指令获取测量电极阵列产生的测量电阻信息；液位处理模块还用于将测量电阻信息与预设的参考电阻信息进行比较，得到比较结果，并将比较结果发送至主控模块；主控模块还用于依据比较结果确定待测目标的液位高度信息。可见，通过测量电极阵列产生的测量电阻信息，能够准确测量得到待测目标的液位高度信息。由于测量电极阵列产生的测量电阻信息不会受泥土、杂质和农作物等影响，故通过测量电极阵列产生的测量电阻能够准确、可靠的测量出待测目标的液位高度。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种液位测量装置，其特征在于，包括主控模块、液位处理模块和测量电极阵列，所述主控模块、所述液位处理模块以及所述测量电极阵列依次电连接，所述测量电极阵列用于设置于待测目标处；

所述主控模块用于向所述液位处理模块发送测量指令；

所述液位处理模块用于依据所述测量指令获取所述测量电极阵列产生的测量电阻信息；

所述液位处理模块还用于将所述测量电阻信息与预设的参考电阻信息进行比较，得到比较结果，并将所述比较结果发送至所述主控模块；

所述主控模块还用于依据比较结果确定所述待测目标的液位高度信息。

2.如权利要求1所述的液位测量装置，其特征在于，所述测量电极阵列包括多个测量电极，所述多个测量电极分别与所述液位处理模块电连接，所述多个测量电极按照预设间距由下而上依次排布在所述待测目标处，每个所述测量电极对应产生一个所述测量电阻信息；

所述液位处理模块用于依据所述测量指令按照预设顺序依次获取每个所述测量电极产生的测量电阻信息；

所述液位处理模块还用于依次将每个所述测量电阻信息与所述参考电阻信息进行比较，得到每个所述测量电阻信息的比较结果，并将每个所述测量电阻信息的比较结果发送至所述主控模块；

所述主控模块还用于依据每个所述测量电阻信息的比较结果确定目标测量电极，并获得所述目标测量电极的位置信息；

所述主控模块还用于依据所述位置信息和所述预设间距计算得到所述液位高度信息。

3.如权利要求2所述的液位测量装置，其特征在于，所述主控模块还用于依据每个所述测量电阻信息的比较结果，判断所述多个测量电极中是否存在异常测量电极。

4.如权利要求3所述的液位测量装置，其特征在于，所述待测目标包括液上区和液下区，所述多个测量电极按照预设间距由下而上依次排布在所述液下区和所述液上区中；

所述主控模块还用于依据每个所述测量电阻信息的比较结果确定排布在所述液上区的测量电极和排布在所述液下区中的测量电极；

所述主控模块还用于依据排布在所述液上区的测量电极对应的比较结果是否一致，判断排布在所述液上区的测量电极是否存在异常测量电极；

所述主控模块还用于依据排布在所述液下区的测量电极对应的比较结果是否一致，判断排布在所述液下区的测量电极是否存在异常测量电极。

5.如权利要求1所述的液位测量装置，其特征在于，所述液位处理模块包括参考电阻设置单元、测量电阻获取单元和比较单元，所述参考电阻设置单元与所述比较单元电连接，所述测量电阻获取单元与所述主控模块、所述比较单元和所述测量电极阵列均电连接，所述比较单元与所述主控模块电连接；

所述参考电阻设置单元用于向所述比较单元提供所述参考电阻信息；

所述测量电阻获取单元用于依据所述测量指令获取所述测量电阻信息；

所述比较单元用于将所述测量电阻信息与所述参考电阻信息进行比较，得到比较结果，并将所述比较结果发送至所述主控模块。

6.如权利要求5所述的液位测量装置，其特征在于，所述参考电阻设置单元还与所述主控模块电连接；

所述主控模块还用于向所述参考电阻设置单元发送设置指令；

所述参考电阻设置单元还用于依据所述设置指令调节所述参考电阻信息。

7.如权利要求6所述的液位测量装置，其特征在于，所述参考电阻设置单元包括第一模拟开关和多个参考电阻，所述第一模拟开关的控制引脚与所述主控模块电连接，所述第一模拟开关的多个选择引脚与所述多个参考电阻一一对应电连接，所述第一模拟开关的输出引脚与所述比较单元电连接，所述多个参考电阻的阻值不同；

所述第一模拟开关用于依据所述设置指令选择所述第一模拟开关的多个选择引脚中的一个选择引脚与所述第一模拟开关的输出引脚连通，进而调节所述参考电阻信息，并将调节后的所述参考电阻信息传输至所述比较单元。

8.如权利要求6所述的液位测量装置，其特征在于，所述测量电阻获取单元包括第二模拟开关，所述第二模拟开关的控制引脚与所述主控模块电连接，所述第二模拟开关的多个选择引脚分别与所述测量电极阵列电连接，所述第二模拟开关的输出引脚与所述比较单元电连接；

所述第二模拟开关用于依据所述测量指令选择所述第二模拟开关的多个选择引脚中的一个选择引脚与所述第二模拟开关的输出引脚连通，进而获取所述测量电阻信息，并将所述测量电阻信息传输至所述比较单元。

9.如权利要求6所述的液位测量装置，其特征在于，所述比较单元包括比较器、第一电阻和第二电阻，所述第一电阻与所述参考电阻设置单元电连接，所述第二电阻与所述测量电阻获取单元电连接，所述比较器的同相输入端电连接于所述第二电阻与所述测量电阻获取单元之间，所述比较器的反相输入端电连接于所述第一电阻与所述参考电阻设置单元之间，所述比较器的输出端与所述主控模块电连接；

所述比较器用于将所述测量电阻信息与所述参考电阻信息进行比较，得到比较结果，并将所述比较结果发送至所述主控模块。

10.如权利要求1所述的液位测量装置，其特征在于，所述液位测量装置还包括通信模块，所述主控模块通过所述通信模块与终端设备电连接；

所述主控模块还用于通过所述通信模块将所述液位高度信息传输至所述终端设备。

11.如权利要求10所述的液位测量装置，其特征在于，所述液位测量装置还包括供电模块，所述通信模块通过所述供电模块与所述主控模块和所述液位处理模块均电连接；

所述通信模块用于接收所述终端设备提供的电源电压，并将所述电源电压传输至所述供电模块；

所述供电模块用于将所述电源电压进行电压转换得到工作电压，并将所述工作电压提供至所述主控模块和所述液位处理模块。

12.一种液位测量系统，其特征在于，包括终端设备和如权利要求1-11任意一项所述的液位测量装置，所述终端设备与所述液位测量装置电连接；

所述终端设备用于接收所述液位测量装置液位高度信息。

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