CN209858474U - 一种分时切换温补的无线pH采集器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种分时切换温补的无线pH采集器，包括有中央控制单元、通讯单元和分时切换单元。所述分时切换单元，用于实现分时对pH复合电极和温度传感器的信号采集，并经所述中央控制单元分析处理后，通过所述通讯单元对外无线发送。本实用新型可以自动进行温补运算，测量值直接采纳使用，没有繁琐的操作方式，更加经济、便捷；且基于低功耗LoRa的通讯方式，功耗低，组合灵活方便，更适合在一个区域内布置多个采集点进行联网，数据可以在网关处集合，用于实时的对比分析，处理及时，实现方式更加合理。

Description

一种分时切换温补的无线pH采集器

技术领域

本实用新型涉及水质监测设备技术领域，尤其涉及一种分时切换温补的无线pH采集器。

背景技术

在水质监测领域，pH的检测非常关键，特别是水产养殖领域，pH与溶解氧一样，是判断养殖水体的水质好坏的一个重要指标，不定期进行pH检测或者进行在线的pH检测是不可缺少的环节，而pH检测受温度的影响很大。

在现有技术中，由于很多pH电极是玻璃电极，为了方便生产制造，并不包含有温度补偿的设计，其所检测的pH测量值必须在其它地方进一步进行补偿处理；而有些带温度补偿的还需要手动调节电位器，操作繁琐，精度也差。

在检测结果传递方面，现有的设计都是设有液晶屏一类的显示器件，通过显示来展示，部分带有通讯功能的，一般是基于GPRS通讯模块，实现数据的远传，而这类采集器基本上不太考虑功耗，功耗偏高。

实用新型内容

本实用新型针对上述技术问题做出改进，即本实用新型所要解决的技术问题是提供一种带温补分时切换的、不需要手动调节的、操作简单的、功耗相对低的无线pH采集器，且基于低功耗LoRa的通讯方式进行数据传输。

为了解决上述技术问题，本实用新型的一种技术方案是：一种分时切换温补的无线pH采集器，其特征在于，所述无线pH采集器包括有中央控制单元，及与所述中央控制单元连接的通讯单元和供电单元。

所述无线pH采集器用于采集pH复合电极输出的信号，及温度传感器的温度值；所述中央控制单元连接有分时切换单元，所述中央控制单元通过控制所述分时切换单元，实现分时对所述pH复合电极和所述温度传感器的信号采集。

所述中央控制单元获取信号后进一步进行分析处理，并通过所述通讯单元对外无线发送。

所述供电单元分别为所述中央控制单元、所述分时切换单元、所述温度传感器及所述通讯单元供电。

进一步地，所述温度传感器内嵌于所述pH复合电极中。

进一步地，所述通讯单元为LoRa通讯模块。

进一步地，所述pH复合电极连接信号放大单元，所述信号放大单元连接信号处理单元，所述信号处理单元连接所述分时切换单元，所述分时切换单元连接AD转换单元，所述AD转换单元连接所述中央控制单元。

进一步地，所述无线pH采集器设有人机交互单元，所述人机交互单元与所述中央控制单元连接，所述人机交互单元由所述供电单元供电。

进一步地，所述无线pH采集器设有校准键单元，所述校准键单元与所述中央控制单元连接。

进一步地，所述无线pH采集器包括有存储单元，所述存储单元与所述中央控制单元连接，所述存储单元由所述供电单元供电。

进一步地，所述无线pH采集器设有BNC接口，通过导线连接所述pH复合电极。

进一步地，所述无线pH采集器的测量数据通过LoRa网关上报至远程平台。

与现有的技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

（1）集成了分时切换单元，可以自动进行温补操作，在采集完pH值后，马上切换采集当前的水温值，对pH值进行补偿运算，补偿的效果更加精准；

（2）不需要类似常见的手动调节电位器的操作方式，采集、校准及温补全程自动化，没有繁琐的操作方式，更加经济、便捷；

（3）自动带有温度补偿，实时反馈的pH测量值已经是相对准确的值，直接可以采纳使用；

（4）基于低功耗LoRa的通讯方式，相对于常规的GPRS方式，功耗更低，组合灵活方便，更适合在一个区域内布置多个采集点进行联网，数据可以在网关处集合，用于实时的对比分析，处理及时，实现方式更加合理。

附图说明

图1为本实用新型实施例的分时切换温补的无线pH采集器的硬件组成框图。

图2为本实用新型实施例的分时切换温补的无线pH采集器的系统组成结构示意图。

图3为本实用新型实施例的分时切换温补的无线pH采集器的硬件组成连接示意图。

图1中：101-中央控制单元、102-通讯单元、103-供电单元、104-AD转换单元、105-信号处理单元、106-信号放大单元、107-分时切换单元、108-校准键单元、109-人机交互单元、110-存储单元、201-pH复合电极、202-温度传感器。

图2中：100-无线pH采集器、200-LoRa网关、300-远程平台、201-pH复合电极、202-温度传感器、107-分时切换单元、210-操控盘。

图3中：108-校准键单元、109-人机交互单元、100-无线pH采集器、201-pH复合电极、202-温度传感器。

具体实施方式

下面将对具体实施方式所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，附图是本实用新型一些实施方式，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形式的附图。

需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，本实用新型描述中的术语“连接”、“相连”、“安装”应做广义理解，例如，可以是一体地连接、固定连接或者是可拆卸连接；可以是通过机械结构或者电子直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连。

对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下文的公开提供了不同的实施方式或者实施例，用于实现本实用新型的不同结构或者不同实现方法。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定实施例的部件和设置进行描述。

如图1所示，一种分时切换温补的无线pH采集器，包括有中央控制单元101，及与所述中央控制单元101连接的通讯单元102和供电单元103；所述无线pH采集器用于采集pH复合电极201输出的信号，及温度传感器202的温度值；所述中央控制单元101连接有分时切换单元107，所述中央控制单元101通过控制所述分时切换单元107，实现分时对所述pH复合电极201和所述温度传感器202的信号采集；所述中央控制单元101获取信号后进一步进行分析处理，并通过所述通讯单元102对外无线发送；所述供电单元103分别为所述中央控制单元101、所述分时切换单元107、所述温度传感器202及所述通讯单元102供电。

所述通讯单元102为LoRa通讯模块。优选地，在本实施例中，采用LoraWAN的方式进行多个所述无线pH采集器的组网和数据传输。

如图3所示，所述温度传感器202内嵌于所述pH复合电极201中。在本实施例中，所述温度传感器202设置于所述pH复合电极201中，所述pH复合电极201放置于水体中，并通过导线连接所述无线pH采集器100。

作于可实施的方式之一，所述温度传感器202还可以与所述pH复合电极201是独立分开的，所述温度传感器202本身是个完整的整体模块，再连接所述分时切换单元107。

由于pH复合电极在不同温度下的线性度差，在温度的变化过程中，电极的电位值参数也在变化，特别是温度＜20℃的偏低温状态，或者温度＞30℃的偏高温状态，都必须进行温度补偿。在本实用新型中，通过直接设置有水温的采集处理单元，在采集完pH值后，进行切换采集水温，在进行pH的温补后输出更符合实际水质情况的测量值。

还见图1，所述pH复合电极201连接信号放大单元106，所述信号放大单元106连接信号处理单元105，所述信号处理单元105连接所述分时切换单元107，所述分时切换单元107连接AD转换单元104，所述AD转换单元104连接所述中央控制单元101。在本实施例中，所述pH复合电极201输出的微弱信号送至所述信号放大单元106，在经所述信号放大单元106一级放大后，以差分信号方式进入所述信号处理单元105中，经所述分时切换单元107切换控制后，进入所述AD转换单元104，所述AD转换单元104至少包含有电压保持电路和ADC采集处理电路。

结合图1及图3所示，所述无线pH采集器设有人机交互单元109，所述人机交互单元109与所述中央控制单元101连接，所述人机交互单元109由所述供电单元103供电。在本实施例中，所述人机交互单元109包括有液晶显示屏和按键，用于对所述无线pH采集器进行参数设置、查询或者修改，所述液晶显示屏上显示有测量的pH值及对应的水体温度值，所述按键还用于切换所述液晶显示屏的显示界面。

所述无线pH采集器设有校准键单元108，所述校准键单元108与所述中央控制单元101连接。在本实施例中，出厂校准或者重新出厂校准是通过所述人机交互单元109中的液晶显示屏和按键操作，而所述校准键单元108则是补充校准，用于补偿系数的修正，适合于补偿微调或者现场修正。

在本实施例中，所述无线pH采集器包括有存储单元110，所述存储单元110与所述中央控制单元101连接，所述存储单元110由所述供电单元103供电。所述存储单元110包括有铁电存储器和RAM，所述铁电存储器用于存储各种设置参数及校准参数，所述RAM用于存储测量值等。作为可实施的方式之一，所述无线pH采集器还可以设置有时钟单元，输出日期时间信号，或者按所述中央控制单元101的晶振频率及时钟周期用软件设计实现的时钟单元，输出时间周期，再通过在所述存储单元110中存储时间及对应的测量值，达到存储周期性的连续测量值的效果，便于对测量结果的有效分析。所述连续性的测量值，还可以以图形或曲线的方式在所述人机交互单元109上的液晶显示屏上显示。

所述无线pH采集器设有BNC接口，通过导线连接所述pH复合电极201。在本实施例中，为了方便连接，所述pH复合电极201连接有导线，所述导线的尾端与所述无线pH采集器的BNC接口连接。

如图2所示，所述无线pH采集器的测量数据通过LoRa网关200上报至远程平台300。在本实施例中，在一个测量区域中，设置有若干个所述无线pH采集器100，所述无线pH采集器100通过控制所述分时切换单元，分时采集所述温度传感器202和所述pH复合电极201，在获得水体的温度值和初始pH值后，送至所述中央控制单元101进一步进行分析处理、补偿运算和存储，再通过所述无线pH采集器100内置的通讯单元102以LoRa通讯方式将测量结果发送至所述LoRa网关200，所述LoRa网关200以远程通讯的方式上传至所述远程平台300。其中，所述LoRa网关200的远程通讯的方式，可以是GPRS/NBIOT/3G/4G其中的任一种。所述LoRa网关200还可以设置有操控盘210，所述操控盘210包括有显示屏，上面显示有整个测量区域的各个所述无线pH采集器100的测量值或者其他LoRa测量仪器的测量值。

本实用新型提供的一种分时切换温补的无线pH采集器，集成了分时切换单元，可以自动进行温补操作，在采集完pH值后，马上切换采集当前的水温值，对pH值进行补偿运算，补偿的效果更加精准；不需要类似常见的手动调节电位器的操作方式，采集、校准及温补全程自动化，没有繁琐的操作方式，更加经济、便捷；自动带有温度补偿，实时反馈的pH测量值已经是相对准确的值，直接可以采纳使用；基于低功耗LoRa的通讯方式，相对于常规的GPRS方式，功耗更低，组合灵活方便，更适合在一个区域内布置多个采集点进行联网，数据可以在网关处集合，用于实时的对比分析，处理及时，实现方式更加合理。

以上所述仅为本实用新型较佳实施例，只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据此实施，但并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型涵盖范围。

Claims (9)

1.一种分时切换温补的无线pH采集器，其特征在于，所述无线pH采集器包括有中央控制单元（101），及与所述中央控制单元（101）连接的通讯单元（102）和供电单元（103）；

所述无线pH采集器用于采集pH复合电极（201）输出的信号，及温度传感器（202）的温度值；所述中央控制单元（101）连接有分时切换单元（107），所述中央控制单元（101）通过控制所述分时切换单元（107），实现分时对所述pH复合电极（201）和所述温度传感器（202）的信号采集；

所述中央控制单元（101）获取信号后进一步进行分析处理，并通过所述通讯单元（102）对外无线发送；

所述供电单元（103）分别为所述中央控制单元（101）、所述分时切换单元（107）、所述温度传感器（202）及所述通讯单元（102）供电。

2.根据权利要求1所述的一种分时切换温补的无线pH采集器，其特征在于，所述温度传感器（202）内嵌于所述pH复合电极（201）中。

3.根据权利要求1所述的一种分时切换温补的无线pH采集器，其特征在于，所述通讯单元（102）为LoRa通讯模块。

4.根据权利要求1所述的一种分时切换温补的无线pH采集器，其特征在于，所述pH复合电极（201）连接信号放大单元（106），所述信号放大单元（106）连接信号处理单元（105），所述信号处理单元（105）连接所述分时切换单元（107），所述分时切换单元（107）连接AD转换单元（104），所述AD转换单元（104）连接所述中央控制单元（101）。

5.根据权利要求1所述的一种分时切换温补的无线pH采集器，其特征在于，所述无线pH采集器设有人机交互单元（109），所述人机交互单元（109）与所述中央控制单元（101）连接，所述人机交互单元（109）由所述供电单元（103）供电。

6.根据权利要求1所述的一种分时切换温补的无线pH采集器，其特征在于，所述无线pH采集器设有校准键单元（108），所述校准键单元（108）与所述中央控制单元（101）连接。

7.根据权利要求1所述的一种分时切换温补的无线pH采集器，其特征在于，所述无线pH采集器包括有存储单元（110），所述存储单元（110）与所述中央控制单元（101）连接，所述存储单元（110）由所述供电单元（103）供电。

8.根据权利要求1所述的一种分时切换温补的无线pH采集器，其特征在于，所述无线pH采集器设有BNC接口，通过导线连接所述pH复合电极（201）。

9.根据权利要求1所述的一种分时切换温补的无线pH采集器，其特征在于，所述无线pH采集器的测量数据通过LoRa网关（200）上报至远程平台（300）。