CN207540964U - 一种化肥生产过程中氮含量智能监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种化肥生产过程中氮含量智能监测装置，涉及化肥检测技术领域。所述化肥生产过程中氮含量智能监测装置，包括颜色检测模块、温湿度检测模块、显示模块、控制管理模块、电源模块、存储模块、时钟电路以及复位电路；通过颜色检测模块检测待测试品的颜色信息，再经控制管理模块分析处理获得R、G、B值，从而得到化肥中的氮含量；在进行待测试品颜色检测时采用温湿度检测模块进行温湿度补偿，提高了检测的精度。

Description

一种化肥生产过程中氮含量智能监测装置

技术领域

本实用新型属于化肥检测技术领域，尤其涉及一种化肥生产过程中氮含量智能监测装置。

背景技术

目前，随着化肥市场的迅速发展，科学种田的观念不断深入，按需施肥的观念不断深入人心，化肥监测工作也日益受到重视。

化肥厂生产的最终产品的总氮含量需要根据市场的要求生产。但现今复合肥料中组成总氮含量的成份主要是:硫酸铵、氯化铵、碳铵、尿素、磷铵、硝酸盐和有机肥料等。检测方法主要有几种：第一种是在GB/T8572<复混肥料中总氮含量的测定>蒸馏后滴定法和GB/T17767.1<有机-无机复混肥料的测定方法>第一部分:总氮含量中都规定:先将试样进行分解，即经过还原、消化后，使各种形态的氮转化为铵盐，再加入过量的碱液，使铵盐分解，从碱性溶液中蒸馏氨，将氨吸收在过量的硫酸溶液中，然后用氢氧化钠标准溶液返滴定，即能算出总氮量，该方法操作复杂、耗时长、效率低。第二种根据国际方法GB/T 8572-2001，直接蒸馏出氨或在酸性介质中还原硝酸盐成铵盐，在混合催化剂存在下，用浓硫酸消化，将有机态氮或酰氨态氮和氰胺态氮转化为铵盐，从碱性溶液中蒸馏氨。将氨吸收在过量硫酸溶液中，在甲基红-亚甲基蓝混合指示剂存在下，用氢氧化钠标准滴定溶液返滴定。最终通过整流后，用氢氧化钠标准溶液滴定直至混合指示剂呈现灰绿色为终点。该检测方法准确、重复性好，被国家及各大检测机构广泛使用。但是该方法检测时间长、耗电大、效率低。第三种是凯氏定氮法，凯氏定氮法的原理与第二种方法相同，但是该方法可同时消化20～40个样品，消化时间短，蒸馏时间仅需要5～7分钟，耗能低，工作效率高，但是一套设备售价超过一百万，价格昂贵，设备主要用于测量蛋白质的总氮含量，暂时还没有用于测量化肥厂总氮含量。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种化肥生产过程中氮含量智能监测装置。

本实用新型是通过如下的技术方案来解决上述技术问题的：一种化肥生产过程中氮含量智能监测装置，包括颜色检测模块、温湿度检测模块、显示模块、控制管理模块、电源模块、存储模块、时钟电路以及复位电路；所述控制管理模块分别与所述颜色检测模块、温湿度检测模块、显示模块、电源模块、存储模块、时钟电路以及复位电路电连接；所述电源模块还分别与颜色检测模块、温湿度检测模块和显示模块电连接，为各模块提供电源；

所述颜色检测模块，用于检测待测试品的颜色信息，并将该颜色信息转换成数字量信号输出至所述控制管理模块；所述温湿度检测模块，用于检测待测试品所处环境中的温湿度并传输至所述控制管理模块，以补偿温湿度对检测结果的影响；所述控制管理模块，用于对接收到的数字量信号和温湿度信号进行分析处理后，获得待测试品的R、G、B值，计算出颜色，从而得到化肥中的氮含量；所述显示模块，用于设置参数，以及显示待测试品的R、G、B值和氮含量。

进一步的，所述控制管理模块选用型号为STC89C52RC的低功耗、高性能微处理器，所述微处理器的所有引脚均通过杜邦端子连接器引出，再通过杜邦连接线与所述颜色检测模块、温湿度检测模块以及显示模块电连接。

进一步的，所述温湿度检测模块选用型号为DHT11的数字温湿度传感器，能够同时检测温度和湿度，并输出数字信号。

进一步的，所述显示模块选用型号为DM1602E的液晶显示模块。

进一步的，所述颜色检测模块为颜色传感器或视觉传感器。

进一步的，所述颜色检测模块在进行试品颜色检测前，先进行白平衡测试。

进一步的，所述颜色传感器选用型号为TCS3200的颜色传感器，所述TCS3200颜色传感器内置滤光器和振荡器，且包括一块RGB感应芯片和4个白色LED灯；在4个白色LED灯的白色背景光下，被测试品反射光的红、绿、蓝三色光线分别透过相应滤光器到达RGB感应芯片时，内置振荡器将输出方波信号，所述方波信号的频率与所述振荡器的频率成正比。

进一步的，所述时钟电路采用11.0592MHZ晶振，可产生标准的波特率。

进一步的，所述氮含量智能监测装置还包括GPRS通信模块，所述GPRS通信模块通过串行通信接口与所述控制管理模块进行双向连接，所述GPRS通信模块还分别与远程数据中心和手机用户进行通讯，将经所述控制管理模块处理后的信息传输至远程数据中心或手机用户。

进一步的，所述串行通信接口采用RS232接口。

进一步的，所述GPRS通信模块选用型号为GL868-DUAL的GSM/GPRS模块。

与现有技术相比，本实用新型所提供的化肥生产过程中氮含量智能监测装置，包括颜色检测模块、温湿度检测模块、显示模块、控制管理模块、电源模块、存储模块、时钟电路以及复位电路；通过颜色检测模块检测待测试品的颜色信息，再经控制管理模块分析处理获得R、G、B值，从而得到化肥中的氮含量；在进行待测试品颜色检测时采用温湿度检测模块进行温湿度补偿，提高了检测的精度；本实用新型还通过GPRS通信模块与远程数据中心和手机用户进行远程通讯，以便实时掌握化肥生产过程中氮含量；本实用新型控制管理模块主芯片的所有引脚均通过杜邦端子连接器引出，再通过杜邦连接线与各模块连接，避免了各模块与主芯片之间直接引脚对接，实现各模块与主芯片之间的灵活接线；本实用新型的氮含量智能监测装置不仅成本低、易操作，而且功耗低，检测准确度高，可以对不同颜色的试品进行有效识别，适于推广。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一个实施例，对于本领域普通技术人员来说，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的附图。

图1是本实用新型一种化肥生产过程中氮含量智能监测装置的结构框图。

具体实施方式

下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型所提供的一种化肥生产过程中氮含量智能监测装置，包括颜色检测模块、温湿度检测模块、显示模块、控制管理模块、电源模块、存储模块、时钟电路以及复位电路；控制管理模块分别与颜色检测模块、温湿度检测模块、显示模块、电源模块、存储模块、时钟电路以及复位电路电连接；电源模块还分别与颜色检测模块、温湿度检测模块和显示模块电连接，为各模块提供电源。

颜色检测模块，用于检测待测试品的颜色信息，并将该颜色信息转换成数字量信号输出至控制管理模块；温湿度检测模块，用于检测待测试品所处环境中的温湿度并传输至控制管理模块，以补偿温湿度对检测结果的影响；控制管理模块，用于对接收到的数字量信号和温湿度信号进行分析处理后，获得待测试品的R、G、B值，计算出颜色，从而得到化肥中的氮含量；显示模块，用于设置参数，以及显示待测试品的R、G、B值和氮含量。使用时，在化肥氮含量检测的滴定过程中，将颜色检测模块设置在装有试品的试管附近，通过检测试品的颜色信息以及试品所处环境的温湿度，获得该试品的R、G、B值；在实验过程中，通常R值测量和输出比较稳定，不同的氮含量，测量的R值不同，所以通过R值的显示可以推算出氮含量的值，从而获得化肥中氮的含量。

控制管理模块选用型号为STC89C52RC的低功耗、高性能微处理器，微处理器的所有引脚均通过杜邦端子连接器引出，再通过杜邦连接线与颜色检测模块、温湿度检测模块以及显示模块电连接，避免了颜色检测模块、温湿度检测模块以及显示模块与微处理器之间直接引脚对接，无法灵活接线的缺陷。

温湿度检测模块选用型号为DHT11的数字温湿度传感器，能够同时检测温度和湿度，并输出数字信号，可以直接与控制管理模块电连接，而无需AD转换器件；该数字温湿度传感器具有卓越的长期稳定性，超低能耗，抗干扰能力强。

显示模块选用型号为DM1602E的液晶显示模块。

颜色检测模块为颜色传感器或视觉传感器。颜色检测模块在进行试品颜色检测前，先进行白平衡测试，避免因非标准白光（R、G、B值三者不相等）在试品上反映出的光强分量不同而产生的测试误差。

颜色传感器选用型号为TCS3200的颜色传感器，TCS3200颜色传感器内置滤光器和振荡器，且包括一块RGB感应芯片和4个白色LED灯；在4个白色LED灯的白色背景光下，被测试品反射光的红、绿、蓝三色光线分别透过相应滤光器到达RGB感应芯片时，内置振荡器将输出方波信号，方波信号的频率与振荡器的频率成正比。

时钟电路采用11.0592MHZ晶振，可产生标准的波特率。

氮含量智能监测装置还包括GPRS通信模块，GPRS通信模块通过RS232接口与控制管理模块进行双向连接，GPRS通信模块还分别与远程数据中心和手机用户进行通讯，将经控制管理模块处理后的信息传输至远程数据中心或手机用户，以便实时掌握化肥生产过程中氮含量。GPRS通信模块选用型号为GL868-DUAL的GSM/GPRS模块，具有小尺寸和低功耗的特性。

TCS3200颜色传感器的数字量信号通过P2端口传输至STC89C52RC微处理中，DM1602E液晶显示模块的引脚通过P0端口与STC89C52RC微处理连接。

以上所揭露的仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或变型，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种化肥生产过程中氮含量智能监测装置，其特征在于：包括颜色检测模块、温湿度检测模块、显示模块、控制管理模块、电源模块、存储模块、时钟电路以及复位电路；所述控制管理模块分别与所述颜色检测模块、温湿度检测模块、显示模块、电源模块、存储模块、时钟电路以及复位电路电连接；所述电源模块还分别与颜色检测模块、温湿度检测模块和显示模块电连接，为各模块提供电源；

所述颜色检测模块，用于检测待测试品的颜色信息，并将该颜色信息转换成数字量信号输出至所述控制管理模块；所述温湿度检测模块，用于检测待测试品所处环境中的温湿度并传输至所述控制管理模块，以补偿温湿度对检测结果的影响；所述控制管理模块，用于对接收到的数字量信号和温湿度信号进行分析处理后，获得待测试品的R、G、B值，计算出颜色，从而得到化肥中的氮含量；所述显示模块，用于设置参数，以及显示待测试品的R、G、B值和氮含量。

2.如权利要求1所述的化肥生产过程中氮含量智能监测装置，其特征在于：所述控制管理模块选用型号为STC89C52RC的低功耗、高性能微处理器，所述微处理器的所有引脚均通过杜邦端子连接器引出，再通过杜邦连接线与所述颜色检测模块、温湿度检测模块以及显示模块电连接。

3.如权利要求1所述的化肥生产过程中氮含量智能监测装置，其特征在于：所述温湿度检测模块选用型号为DHT11的数字温湿度传感器。

4.如权利要求1所述的化肥生产过程中氮含量智能监测装置，其特征在于：所述显示模块选用型号为DM1602E的液晶显示模块。

5.如权利要求1所述的化肥生产过程中氮含量智能监测装置，其特征在于：所述颜色检测模块为颜色传感器或视觉传感器；所述颜色检测模块在进行试品颜色检测前，先进行白平衡测试。

6.如权利要求5所述的化肥生产过程中氮含量智能监测装置，其特征在于：所述颜色传感器选用型号为TCS3200的颜色传感器，所述TCS3200颜色传感器内置滤光器和振荡器，且包括一块RGB感应芯片和4个白色LED灯；在4个白色LED灯的白色背景光下，被测试品反射光的红、绿、蓝三色光线分别透过相应滤光器到达RGB感应芯片时，内置振荡器将输出方波信号，所述方波信号的频率与所述振荡器的频率成正比。

7.如权利要求1所述的化肥生产过程中氮含量智能监测装置，其特征在于：所述时钟电路采用11.0592MHZ晶振。

8.如权利要求1所述的化肥生产过程中氮含量智能监测装置，其特征在于：所述装置还包括GPRS通信模块，所述GPRS通信模块通过串行通信接口与所述控制管理模块进行双向连接，所述GPRS通信模块还分别与远程数据中心和手机用户进行通讯，将经所述控制管理模块处理后的信息传输至远程数据中心或手机用户。

9.如权利要求8所述的化肥生产过程中氮含量智能监测装置，其特征在于：所述串行通信接口采用RS232接口。

10.如权利要求8所述的化肥生产过程中氮含量智能监测装置，其特征在于：所述GPRS通信模块选用型号为GL868-DUAL的GSM/GPRS模块。