CN112255387A - 一种自适应智能溶解氧检测仪 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自适应智能溶解氧检测仪，该装置包括检测模块、单片机主控模块、通信模块、远程终端、供电模块、存储模块、无线通信模块、北斗定位模块、超声波模块。所述检测模块由传感器与信号采集电路组成。所述检测模块与主控制器连接。所述主控制器与检测模块、北斗定位模块、深度测量模块、通信模块、供电模块连接。所述通信模块与远程终端连接。本发明智能化程度高不仅可以完成手动、自动的检测，还可以根据测量水域环境及检测深度不同改变通信方式实现信息远传及本地存储、通过对检测仪外部结构的改进以及数据处理算法的优化，提高了对液体溶解氧浓度的检测稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及水质溶解氧检测技术领域，具体涉及一种自适应智能溶解氧检测仪。
背景技术
溶解氧是衡量水质状况的重要参考指标，同时也是研究水体自净能力的主要依据，目前关于水体溶解氧的测量的类型越来越多，典型的方法有：碘量法、氧电极法、荧光猝灭法，其中碘量法虽然精度高，但是检测周期长、流程繁琐无法满足实时检测；氧电极法准确度较低，很容易受到外界环境的干扰；近年来基于荧光猝灭法的检测溶解氧因为有着准确度高，稳定性好，抗干扰能力强的优点逐渐受到诸多研究学者的重视，但众多研究主要集中在用于产生荧光的指示剂及荧光膜的制备研究中。本专利的创新在于能够根据检测环境的不同，自由切换检测方式即手动检测、自动检测，在检测过程中能够依据相应干扰自动补偿校准。不仅适应于浅水检测还可以进行深海检测，还能够实时的定位调整检测深度并将检测数据传输至本地和云端。
发明内容
本发明解决的技术问题是：提供一种自适应智能溶解氧传感器，该装置相较于以往的检测方法，克服了只能实现单一检测方式的缺点，且可以根据测量水域环境方便的改变通信方式，同时可以适时调整测量深度，在测量过程中可以对压力、温度干扰进行测量并根据干扰进行自适应补偿，稳定性更好，能够对于测量地点及深度进行立体定位。
为解决上述问题，本发明通过以下技术方案予以实现：一种自适应智能溶解氧检测仪，其特征在于：包括温度、压力、溶解氧浓度检测模块、单片机主控模块、通信模块、北斗定位模块、深度测量模块、远程终端、电源模块。
温度、压力、溶解氧传感器负责采集相应信号，信号调理电路将传感器采集信号转为电信号并进行放大、低通滤波处理后发送给单片机主控模块。
整个传感器检测装置呈圆形柱状结构，采用耐压、密封、防腐蚀材料制成外壳，内部有凹槽用于固定整个电路板，传感器外壳上端连接有三个可拆卸支架，每个都连接一个旋翼，采用这种结构为了在深水无线检测时稳定检测仪能稳定在一定深度。
单片机主控模块可以实现A/D转换并根据快速傅里叶变换得出相位延迟，单片机主控模块能根据相位延迟与溶解氧含量关系得出氧浓度，单片机主控模块能根据温度、压力对氧浓度调整进行自补偿，单片机主控模块能结合相应神经网路模型对数据处理得出最佳检测结果，
通信模块，可以根据湖泊、海洋不同水域环境对信号传输方式的灵活切换，水域较深时采用无线传输，较浅时采用有线传输，有线传输相较于无线传输有更好的稳定性以及传输速度。
北斗定位模块，能够接收北斗卫星定位信息，根据定位信息中的位置确认标识符确定是否定位成功，成功定位时的定位信息会被记录并传输给远程终端。
深度测量模块，根据水中所处的压力与深度关系，将前端压力传感器测得压力转变为深度。
附图说明
图1为本发明的原理框图
图2为本发明的检测仪结构图
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明：
如图1所示，一种自适应智能溶解氧检测仪，包括检测模块1、单片机主控模块2、通信模块3、北斗定位模块4、深度测量模块5、远程终端6、电源模块7。温度、压力、溶解氧传感器负责信号的采集，信号调理电路将传感器采集的信号转为电信号并进行放大、滤波处理后发送给单片机主控模块进行数据分析计算同时根据测定的温度、压力进行干扰补偿，远程终端将所需数据显示给使用者，电源模块分别不同模块供电，保证系统稳定运行。
检测模块1通过PCB上信号线将电信号传给单片机主控模块2，单片机主控模块2与远程终端6通信可采用有线或无线的方式传输信号，检测仪上端提供了有线传输插口，无线传输方式包含5G/超级蓝牙，有线传输使用RS485；电源模块通过PCB电源层可以分别给单片机主控模块、检测模块，通信模块供电，具有很好的稳定性。
如图2，整个传感器检测装置主体呈圆形柱状结构2-4，内部有凹槽用于固定整个电路板，传感器外壳上端连接有三个可拆卸支架2-2，每个都连接一个旋翼2-1，2-3内部为有线插口及天线，采用这种结构为了在深水检测时稳定传感器在一定深度。
单片机主控芯片1能够完成连续接收并分组存储氧浓度数据，同时可以对检测时温度、压力的干扰进行自补偿，结合训练好的神经网络模型算法对数据优化分析，最终输出较为精确的氧浓度。
北斗定位模块4，深度测量模块5可以在单片机主控模块工作的同时，将测量的地点，以及检测仪所处水中的深度发给单片机主控模块2，单片机主控模块2通过通信模块3将定位以及所处水深信息发送给远程终端。
最终的远程终端6负责显示并保存的信息包含氧浓度、温度、压力、深度以及测量地点。
以上所述仅为本发明部分实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改和同等替换改进等，均应包含在本发明的保护之列。
Claims (7)
1.一种自适应智能溶解氧检测仪，其特征在于：检测模块(1)、单片机主控模块(2)、通信模块(3)、北斗定位模块(4)、深度测量模块(5)、远程终端(6)、电源模块(7)。
2.根据权利要求1所述的一种自适应智能溶解氧检测仪，其特征在于：所述的检测模块(1)包括温度、压力、溶解氧传感器以及信号的采集电路，温度、压力的测量用于对氧浓度测量的自补偿，信号采集电路实现信号的转换以及放大、滤波处理，单片机主控模块(2)集成神经网络数据处理模型用于数据的计算得出最优结果，通信模块(3)能够能实现信号传输在有线与无线之间切换，北斗定位模块(4)用于对检测地精准定位，深度测量模块(5)用于检测时对水深度的测量，远程终端(6)用于对检测所的结果的实时观察并存储，电源模块(7)用于对电压的转换，给各模块提供不同工作电压。
3.根据权利要求1所述的一种自适应智能溶解氧检测仪，特征在于：检测模块(1)由温度、压力、溶解氧传感器以及信号采集电路组成，整个检测装置外部呈柱状结构，采用耐压、密封、防腐蚀材料制成外壳，内部留有卡槽用于固定整个电路板，传感器尾部外壳上端连接有可拆卸三个支架，每个都连接一个旋翼，采用这种结构是为了深水检测时稳定检测仪在一定深度。
4.根据权利要求1所述的一种自适应智能溶解氧检测仪，特征在于：单片机主控模块(2)能根据相位延迟与溶解氧含量的关系得出氧浓度，并能够根据测得的温度、压力对氧浓度调整进行自补偿，单片机主控模块(2)能利用集成训练好的神经网络模型算法对数据进行优化得出最佳结果。
5.根据权利要求1所述的一种自适应智能溶解氧检测仪，特征在于：所述通信模块(3)可以根据湖泊、海洋不同水域实现有线与无线之间切换，以适应不同的水域环境的测量，测量灵活性较好。
6.根据权利要求1所述的一种自适应智能溶解氧检测仪，特征在于：所述北斗定位模块(4)能够接收卫星定位信息，定位信息中包含有位置确认标识符来确定是否定位成功，定位成功后的信息会传输给远程终端(6)保存。
7.根据权利要求1所述的一种自适应智能溶解氧检测仪，特征在于：所述深度测量模块(5)，能够根据水中压力与深度的关系，将压力变化转化为深度变化，同时可以将深度反馈给远程终端，方便调整位置。
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