CN209950154U - 一种渔业养殖专用pH在线监测仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种渔业养殖专用pH在线监测仪，其特征在于，所述pH在线监测仪设有主控器单元，以及与所述主控器单元连接的信号处理模块，所述信号处理模块连接有pH传感器单元。所述pH传感器单元放置在待测水体中，用于感知水体中的pH指标信号，所述信号经所述信号处理模块处理后送到所述主控器单元分析。本实用新型没有繁琐的校准过程，不需要采用高精密的pH校准液，也不需要专业人士操作，减少使用过程的人工成本，总体成本更低，技术实现容易，更适合渔业养殖领域专用。

Description

一种渔业养殖专用pH在线监测仪

技术领域

本实用新型涉及水质监测设备技术领域，尤其涉及一种渔业养殖专用pH在线监测仪。

背景技术

在渔业养殖等领域，水质监测是必不可少的环节，可以决定养殖的最终成败。而养殖水体的水质参数中，pH指标与溶解氧一样，是非常重要的一个参数。

在传统的渔业现场，一般是采用手持式的pH检测仪，不定期进行巡塘测量，也有采用在线的检测仪器，进行24小时不间断监测。

在现有技术中，由于pH电极以及pH监测电路都存在温漂和时漂，加上养殖环境的复杂化，用于监测的相关pH仪及pH电极必须定期进行维护，同时重新进行校准，一般是多点校准，就是准备不同的pH校准液，比如4.01、7、9.18或者10.01等pH校准液,将pH电极放置在上述不同的pH校准液中测量，然后存储记录其测量结果当作校准值。

但是，在水产养殖领域，与传统的科研领域完全不同，如果这种校准操作让文化程度不高的养殖户来操作执行，很明显是不现实的，在现实应用中根本就行不通。而如果每次都配备专业人士来操作，可以解决问题，但问题在人工成本太高，也不太符合市场定位。所以，实际应用中，通常是由水技或者渔资的现场服务人员顺便负责此操作，没有从根本上解决问题。

而实际上，在渔业养殖中，pH的测量范围很有限，不会达到理论上的0-14，一般只在6-9左右，所以很多测量区间的精确校准与测量实际都不会用到。同时，与做科研不同，养殖中的水质参数重点不在于参数的精度是0.1还是0.2，而是变化趋势，水体指标的变化趋势更能体现水体状况，测量精度反而不是最主要的因素，现有技术中的pH检测与渔业养殖的pH检测需要存在需求差异。

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用于渔业养殖领域的、低成本的、简易的、专用的pH在线监测仪，可以通过本地显示屏或者通过远程通讯模组直接录入pH校准值。

为了解决上述技术问题，本实用新型的一种技术方案是：一种渔业养殖专用pH在线监测仪，其特征在于，所述pH在线监测仪设有主控器单元，以及与所述主控器单元连接的信号处理模块，所述信号处理模块连接有pH传感器单元。

所述pH传感器单元放置在待测水体中，用于感知水体中的pH指标信号，所述信号经所述信号处理模块处理后送到所述主控器单元分析。

进一步地，所述pH在线监测仪设有远程通讯模组单元，所述远程通讯模组单元与所述主控器单元连接。

进一步地，所述远程通讯模组单元是基于LTE技术架构的窄带物联网通讯模组，所述远程通讯模组单元连接有SIM卡或eSIM卡。

进一步地，所述pH在线监测仪设有显示屏单元，所述显示屏单元与所述主控器单元连接。

进一步地，所述pH在线监测仪设有操作键盘单元，所述操作键盘单元与所述主控器单元连接。

进一步地，所述pH在线监测仪设有蜂鸣器单元，所述蜂鸣器单元与所述主控器单元连接。

进一步地，所述pH在线监测仪设有指示灯单元，所述指示灯单元与所述主控器单元连接。

进一步地，所述pH在线监测仪设有RS232接口单元，所述RS232接口单元与所述主控器单元连接。

进一步地，所述pH在线监测仪设有USB接口单元，所述USB接口单元与所述主控器单元连接。

进一步地，所述pH在线监测仪还包括有供电模块单元以及充电模块单元，所述供电模块单元与所述主控器单元连接，用于对所述pH在线监测仪供电，所述充电模块单元连接所述供电模块单元。

与现有的技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

（1）通过本地显示屏或者通过远程通讯模组直接录入pH校准值，没有繁琐的校准过程，不需要采用高精密的pH校准液，也不需要专业人士操作，减少使用过程的人工成本，总体成本更低，技术实现容易，更适合渔业养殖领域专用；

（2）根据渔业养殖的应用特性，缩小测量量程，并不局限于测量范围与校准参考点，在实际使用中，可以随机自由选择未知pH值的校准点，大大减轻了校准难度，pH校准液保存不当或者pH校准液的残液都可以拿来用，可以充分进行废物再利用，减少经济支出，对渔业养殖户也是一个很友好的测量方式；

（3）可以在显示屏中显示△pH值，体现当前水体的变化趋势，还可以通过远程通讯模组上报相关测量值或者警示信息，整个测量过程方便、实用，符合渔业养殖领域的实际需求，值得推广使用。

附图说明

图1为本实用新型实施例的渔业养殖专用pH在线监测仪的结构示意图。

图2为本实用新型实施例的渔业养殖专用pH在线监测仪的硬件组成框图。

图1中：102-显示屏单元、103-指示灯单元、104-蜂鸣器单元、108-USB接口单元、109-RS232接口单元、110-操作键盘单元、112-天线、1110-SIM卡座、202-导线。

图2中：101-主控器单元、102-显示屏单元、103-指示灯单元、104-蜂鸣器单元、105-信号处理模块、106-供电模块单元、107-充电模块单元、108-USB接口单元、109-RS232接口单元、110-操作键盘单元、111-远程通讯模组单元、112-天线、201-pH传感器单元。

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，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2所示，一种渔业养殖专用pH在线监测仪，其设有主控器单元101，以及与所述主控器单元101连接的信号处理模块105，所述信号处理模块105连接有pH传感器单元201；所述pH传感器单元201放置在待测水体中，用于感知水体中的pH指标信号，所述信号经所述信号处理模块105处理后送到所述主控器单元101分析。

在本实施例中，所述pH传感器单元201优选带有温度补偿的pH复合电极，所述pH复合电极用于采集水体pH原始信号；用于输出pH原始信号的是一种差分电压信号，所述信号处理模块105包括有高阻抗的运算放大器以及A/D转换器，所述差分电压信号经所述运算放大器处理后，进行滤波处理后再次进行信号放大，然后送到所述A/D转换器，所述A/D转换器与所述主控器单元101连接。

优选地，所述运算放大器可以选择双通道的运算放大器，用于采用第二通道进行增益信号放大。所述pH原始信号经过放大处理并经A/D转换处理后，在所述主控器单元101中获得当前pH对应的AD值,用于进行线性换算。

优选地，所述主控器单元101选用内置存储单元的基于ARM内核的低功耗微处理器，用于在非工作状态时可以选择进入休眠状态，减少能耗损失。

所述pH在线监测仪设有远程通讯模组单元111，所述远程通讯模组单元111与所述主控器单元101连接。如图1所示，所述远程通讯模组单元111还连接有天线112，所述天线112设置在所述pH在线监测仪的壳体外部。所述远程通讯模组单元111用于与远程云端平台通讯连接。与传统的pH仪不一样，在本实施例中，所述远程云端平台以无线方式将相关校准参数下发，经所述远程通讯模组单元111接收后送到所述主控器单元101存储和分析使用。

所述远程通讯模组单元111是基于LTE技术架构的窄带物联网通讯模组，所述远程通讯模组单元111连接有SIM卡或eSIM卡。如图1所示，所述pH在线监测仪的壳体侧面设有SIM卡座1110，所述SIM卡放置在所述SIM卡座1110中。优选地，所述SIM卡是包括有物联网专用号段的物联网卡。

作为可实施的一种方式，所述SIM卡还可以采用内置的eSIM卡替代，此时，所述SIM卡座1110可以不需要设置。

在本实施例中，所述窄带物联网通讯模组是采用NB-IoT通讯模组，优选地，选用型号为BC95的模组。

作为可实施的一种方式，所述窄带物联网通讯模组还可以是采用eMTC通讯模组，在需要获取当前采集参数对应的地理位置时，优先选用eMTC通讯模组。

作为可实施的一种方式，所述远程通讯模组单元111还可以是NB-IoT/eMTC双模通讯模组，或者是NB-IoT/eMTC/GPRS三模通讯模组。

所述pH在线监测仪设有显示屏单元102，所述显示屏单元102与所述主控器单元101连接。在本实施例中，所述显示屏单元102包括有液晶显示屏，所述液晶显示屏用于显示所测量的pH过程值及结果值，在操作时，当作显示相关参数的界面。

所述pH在线监测仪还包括有时钟芯片，用于输出时间信息。与传统的pH仪不一样的是，所述液晶显示屏还包括有pH变化量参数，即△pH值，用于显示当前养殖水体的pH在指定时间范围的变化趋势。

所述pH在线监测仪设有操作键盘单元110，所述操作键盘单元110与所述主控器单元101连接。在本实施例中，所述显示屏单元102的下方设置有所述操作键盘单元110，所述操作键盘单元110配合所述显示屏单元102用于进行参数设置、修改等操作，或者是校准等操作。与传统的pH仪不一样的是，在现场使用中，所述pH在线监测仪在需要校准时，并没有采用流程繁杂的pH校准液进行校准，而是采用一台pH精密测量仪器作为校准参考，在所述pH精密测量仪器测得当前的pH值后，直接通过所述显示屏单元102以及所述操作键盘单元110录入此pH值，或者通过所述远程云端平台录入，并以无线方式发送到所述远程通讯模组单元111存储。

由于pH的工作原理相对简单，在一定的区间范围内是线性的，而在渔业养殖的应用场景中，对精度也没有苛刻的需求，真正工作的量程也很有限（一般pH值都是在6-9之间，范围很窄），而且通常更重要的是要掌握水体的变化趋势，而不是准确值，所以直接录入校准值完全满足精度要求，同时，在养殖现场让渔民采用pH校准液进行校准很明显不太现实，传统的校准方式并不适合渔业养殖场景用途。

在使用过程中，可以通过pH精密测量仪器以及所述渔业养殖专用pH在线监测仪分别随机测量几处（优待三处）不同的池塘水体，再录入当前测量值当作校准值。如果需要获得更高的精度，还可以采用pH校准液的残液或者混合液，并不需要传统的高精度的pH校准液。

所述pH在线监测仪设有蜂鸣器单元104，所述蜂鸣器单元104与所述主控器单元101连接。如图1所示，在本实施例中，所述蜂鸣器单元104设置在所述pH在线监测仪内部，并且在所述pH在线监测仪的壳体上设置有传声孔，用于通过所述传声孔将所述蜂鸣器单元104的鸣叫声更好地传递出去。所述蜂鸣器单元104配合所述操作键盘单元110进行操作的声音提示，同时也用于检测异常警示或者校准环节的提醒。

所述pH在线监测仪设有指示灯单元103，所述指示灯单元103与所述主控器单元101连接。在本实施例中，所述指示灯单元103包括有三个高亮LED灯，结合所述蜂鸣器单元104，用于LED闪亮警示或者常亮提示。所述LED灯至少用于校准提示、通讯提示以及异常警示。

所述pH在线监测仪设有RS232接口单元109，所述RS232接口单元109与所述主控器单元101连接。在本实施例中，所述RS232接口单元109可以用于与作为校准参考的pH精密测量仪器连接，通过串行方式进行参数传递。

所述pH在线监测仪设有USB接口单元108，所述USB接口单元108与所述主控器单元101连接。在本实施例中，所述USB接口单元108是数据接口，用于数据的传输，同时也是充电接口，可以外接电源适配器。

所述pH在线监测仪还包括有供电模块单元106以及充电模块单元107，所述供电模块单元106与所述主控器单元101连接，用于对所述pH在线监测仪供电，所述充电模块单元107连接所述供电模块单元106。在本实施例中，所述供电模块单元106还包括有可充电电池和电源管理模块，所述可充电电池连接所述电源管理模块，所述电源管理模块输出低直流电压分别为所述主控器单元101、所述显示屏单元102、所述指示灯单元103、所述蜂鸣器单元104、所述信号处理模块105、所述USB接口单元108、所述RS232接口单元109、所述操作键盘单元110以及所述远程通讯模组单元111供电。

所述充电模块单元107还连接所述USB接口单元108，外部电源可以通过所述USB接口单元108进行电源输入，通过所述充电模块单元107为所述可充电电池充电。

与其它的水质在线监测仪器一样，在现场使用时，所述pH在线监测仪还设有防水罩或者采用有防雨措施。

如图2所示，所述pH在线监测仪在底部设有传感器接口，所述传感器接口通过导线202连接所述pH传感器单元201，所述pH传感器单元201放置在水体中，所述导线202的长度可以根据实际需求设置，所述pH在线监测仪的壳体后端面设置有固定部，用于安装固定所述pH在线监测仪。

本实用新型提供的一种渔业养殖专用pH在线监测仪，通过本地显示屏或者通过远程通讯模组直接录入pH校准值，没有繁琐的校准过程，不需要采用高精密的pH校准液，也不需要专业人士操作，减少使用过程的人工成本，总体成本更低，技术实现容易，更适合渔业养殖领域专用。

本实用新型提供的一种渔业养殖专用pH在线监测仪，根据渔业养殖的应用特性，缩小测量量程，并不局限于测量范围与校准参考点，在实际使用中，可以随机自由选择未知pH值的校准点，大大减轻了校准难度，pH校准液保存不当或者pH校准液的残液都可以拿来用，可以充分进行废物再利用，减少经济支出，对渔业养殖户也是一个很友好的测量方式。

本实用新型提供的一种渔业养殖专用pH在线监测仪，可以在显示屏中显示△pH值，体现当前水体的变化趋势，还可以通过远程通讯模组上报相关测量值或者警示信息，整个测量过程方便、实用，符合渔业养殖领域的实际需求，值得推广使用。

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 (10)

1.一种渔业养殖专用pH在线监测仪，其特征在于，所述pH在线监测仪设有主控器单元（101），以及与所述主控器单元（101）连接的信号处理模块（105），所述信号处理模块（105）连接有pH传感器单元（201）；

所述pH传感器单元（201）放置在待测水体中，用于感知水体中的pH指标信号，所述信号经所述信号处理模块（105）处理后送到所述主控器单元（101）分析。

2.根据权利要求1所述的一种渔业养殖专用pH在线监测仪，其特征在于，所述pH在线监测仪设有远程通讯模组单元（111），所述远程通讯模组单元（111）与所述主控器单元（101）连接。

3.根据权利要求2所述的一种渔业养殖专用pH在线监测仪，其特征在于，所述远程通讯模组单元（111）是基于LTE技术架构的窄带物联网通讯模组，所述远程通讯模组单元（111）连接有SIM卡或eSIM卡。

4.根据权利要求1所述的一种渔业养殖专用pH在线监测仪，其特征在于，所述pH在线监测仪设有显示屏单元（102），所述显示屏单元（102）与所述主控器单元（101）连接。

5.根据权利要求1所述的一种渔业养殖专用pH在线监测仪，其特征在于，所述pH在线监测仪设有操作键盘单元（110），所述操作键盘单元（110）与所述主控器单元（101）连接。

6.根据权利要求1所述的一种渔业养殖专用pH在线监测仪，其特征在于，所述pH在线监测仪设有蜂鸣器单元（104），所述蜂鸣器单元（104）与所述主控器单元（101）连接。

7.根据权利要求1所述的一种渔业养殖专用pH在线监测仪，其特征在于，所述pH在线监测仪设有指示灯单元（103），所述指示灯单元（103）与所述主控器单元（101）连接。

8.根据权利要求1所述的一种渔业养殖专用pH在线监测仪，其特征在于，所述pH在线监测仪设有RS232接口单元（109），所述RS232接口单元（109）与所述主控器单元（101）连接。

9.根据权利要求1所述的一种渔业养殖专用pH在线监测仪，其特征在于，所述pH在线监测仪设有USB接口单元（108），所述USB接口单元（108）与所述主控器单元（101）连接。

10.根据权利要求1所述的一种渔业养殖专用pH在线监测仪，其特征在于，所述pH在线监测仪还包括有供电模块单元（106）以及充电模块单元（107），所述供电模块单元（106）与所述主控器单元（101）连接，用于对所述pH在线监测仪供电，所述充电模块单元（107）连接所述供电模块单元（106）。

Images