CN211793480U - 一种农作物灌溉控制系统用信号调节电路 - Google Patents

一种农作物灌溉控制系统用信号调节电路 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种农作物灌溉控制系统用信号调节电路，包括水泵，水泵的出水口处设置流量传感器，流量传感器的检测信号通过信号采集单元连接控制器，信号采集单元包括放大调节电路和陷波隔离电路，放大调节电路用于对流量传感器的检测信号进行RC滤波和前置放大，然后送入陷波隔离电路中进行工频滤波，最后利用电压跟随器原理将检测信号隔离输出和A/D转换成数字量后送入控制器中，控制器通过与变频器的通讯从而实现对水泵电机功率调节，使水泵的出水量始终与额定出水量保持一致，从而极大地提高了系统用水计量的准确度。

Description

一种农作物灌溉控制系统用信号调节电路
技术领域
本实用新型涉及农作物灌溉技术领域，特别是涉及一种农作物灌溉控制系统用信号调节电路。
背景技术
随着自动控制技术的不断发展，采用自动化控制的农作物灌溉效率大幅提升，缩短了劳动时间，节约水资源。现有的农作物灌溉控制系统在进行灌溉时，需要将流量计量装置安装在水泵上计量出水量，从而达到自动用水计量和控制的目的。流量计量装置的核心元件为流量传感器，在使用过程中，水泵电机运行不稳定会导致出水量不均匀，不能得到及时调控，且水泵电机在工作过程中容易对流量传感器产生工频干扰，因此容易造成用水计量不准确，系统误差较大。
所以本实用新型提供一种新的方案来解决此问题。
实用新型内容
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本实用新型之目的在于提供一种农作物灌溉控制系统用信号调节电路。
其解决的技术方案是：一种农作物灌溉控制系统用信号调节电路，包括水泵，水泵的出水口处设置流量传感器，流量传感器的检测信号通过信号采集单元连接控制器，所述信号采集单元包括放大调节电路和陷波隔离电路，所述放大调节电路用于对所述流量传感器的检测信号进行RC滤波和前置放大，然后送入所述陷波隔离电路中进行工频滤波，最后利用电压跟随器原理将检测信号隔离输出和A/D转换成数字量后送入所述控制器中。
优选的，所述放大调节电路包括电阻R1，电阻R1的一端连接所述流量传感器的信号输出端，电阻R1的另一端连接电容C1、电阻R2的一端，电容C1、电阻R2的另一端接地，电阻R2的一端还连接稳压二极管DZ1的阴极和电容C2的一端，并通过并联的电阻R3、电容C3连接运放器AR1的输出端，电容C2的另一端连接运放器AR1的同相输入端，运放器AR1的反相输入端与稳压二极管DZ1的阳极接地。
优选的，所述陷波隔离电路包括运放器AR2，运放器AR2的同相输入端连接电阻R5、电容C5的一端，电阻R5的另一端连接电阻R4、电容C6的一端，电容C6的另一端接地，电容C5的另一端连接电容C4、电阻R6的一端，电阻R6的另一端连接运放器AR2的输出端，电阻R4、电容C4的另一端连接运放器AR1的输出端，运放器AR2的反相输入端连接电阻R7、R8的一端，电阻R7的另一端连接运放器AR2的输出端，电阻R8的另一端接地。
优选的，所述运放器AR2的输出端还连接电感L1的一端，电感L1的另一端连接电容C7的一端和运放器AR3的同相输入端，电容C7的另一端接地，运放器AR3的反相输入端、输出端通过A/D转换器连接所述控制器。
优选的，所述控制器通过串口分别连接电子触控屏和变频器，所述变频器的输出端连接所述水泵的电机控制端。
通过以上技术方案，本实用新型的有益效果为：
1.本实用新型设计信号采集单元对流量传感器的检测信号进行处理，放大调节电路用于对流量传感器的检测信号进行RC滤波和前置放大，有效消除因出水不稳定形成的机械噪声干扰，使检测信号增强过程更加稳定；
2.然后送入陷波隔离电路中进行工频滤波，并利用电压跟随器原理将检测信号隔离输出，避免控制器在采集检测信号过程中受到电气干扰，保证信号采集过程的稳定性；
3.操作人员可通过电子触控屏设置额定出水量，控制器将所采集到的出水量检测信号值与该设定值进行实时比较，并通过与变频器的通讯从而实现对水泵电机功率调节，使水泵的出水量始终与额定出水量保持一致，从而极大地提高了系统用水计量的准确度。
附图说明
图1为本实用新型放大调节电路原理图。
图2为本实用新型陷波隔离电路原理图。
图3为本实用新型的控制原理图。
具体实施方式
有关本实用新型的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1至附图3对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。
下面将参照附图描述本实用新型的各示例性的实施例。
一种农作物灌溉控制系统用信号调节电路，包括水泵，水泵的出水口处设置流量传感器，流量传感器的检测信号通过信号采集单元连接控制器，信号采集单元包括放大调节电路和陷波隔离电路，放大调节电路用于对流量传感器的检测信号进行RC滤波和前置放大，然后送入陷波隔离电路中进行工频滤波，最后利用电压跟随器原理将检测信号隔离输出和A/D转换成数字量后送入控制器中。
如图1所示，放大调节电路包括电阻R1，电阻R1的一端连接流量传感器的信号输出端，电阻R1的另一端连接电容C1、电阻R2的一端，电容C1、电阻R2的另一端接地，电阻R2的一端还连接稳压二极管DZ1的阴极和电容C2的一端，并通过并联的电阻R3、电容C3连接运放器AR1的输出端，电容C2的另一端连接运放器AR1的同相输入端，运放器AR1的反相输入端与稳压二极管DZ1的阳极接地。
流量传感器对水泵的出水量进行实时检测，其检测信号首先送入由电阻R1、电容C1形成的RC滤波进行低通滤波，从而消除因出水不稳定形成的机械噪声干扰。然后通过稳压二极管DZ1进行幅值稳定和电容C2耦合后送入运放器AR1中进行信号前置放大，在运放器AR1的运放过程中，电阻R3与电容C3形成阻容反馈网络对检测信号的放大进行相位补偿，使检测信号增强过程更加稳定。
如图2所示，陷波隔离电路包括运放器AR2，运放器AR2的同相输入端连接电阻R5、电容C5的一端，电阻R5的另一端连接电阻R4、电容C6的一端，电容C6的另一端接地，电容C5的另一端连接电容C4、电阻R6的一端，电阻R6的另一端连接运放器AR2的输出端，电阻R4、电容C4的另一端连接运放器AR1的输出端，运放器AR2的反相输入端连接电阻R7、R8的一端，电阻R7的另一端连接运放器AR2的输出端，电阻R8的另一端接地。其中，运放器AR2与阻容网络形成陷波滤波器，利用陷波滤波器原理可有效消除50Hz工频信号，从而消除水泵电机在工作过程中对流量传感器产生的工频干扰。
运放器AR2的输出端还连接电感L1的一端，电感L1的另一端连接电容C7的一端和运放器AR3的同相输入端，电容C7的另一端接地，运放器AR3的反相输入端、输出端通过A/D转换器连接控制器。其中，电感L1与电容C7形成LC滤波对运放器AR2的输出信号进一步精确滤波，极大地提高了检测信号的精准度。然后，运放器AR3利用电压跟随器原理将LC滤波后的信号利用隔离特性输入到控制器中，从而避免控制器在采集检测信号过程中受到电气干扰，保证信号采集过程的稳定性。
如图3所示，本实用新型在具体使用时，流量传感器实时检测水泵的出水量，并设计信号采集单元对流量传感器的检测信号进行处理，放大调节电路用于对流量传感器的检测信号进行RC滤波和前置放大，有效消除因出水不稳定形成的机械噪声干扰，使检测信号增强过程更加稳定，然后送入陷波隔离电路中进行工频滤波，并利用电压跟随器原理将检测信号隔离输出。最后经A/D转换成数字量后送入控制器中。
控制器通过串口分别连接电子触控屏和变频器，电子触控屏用于显示出水流量信息和设定额定出水量，变频器的输出端连接水泵的电机控制端。操作人员可通过电子触控屏设置额定出水量，控制器将所采集到的出水量检测信号值与该设定值进行实时比较，并通过与变频器的通讯从而实现对水泵电机功率调节，使水泵的出水量始终与额定出水量保持一致，从而极大地提高了系统用水计量的准确度。其中，控制器通过变频器控制水泵电机功率调节为成熟的现有技术，在此不再详述。
以上所述是结合具体实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型具体实施仅局限于此；对于本实用新型所属及相关技术领域的技术人员来说，在基于本实用新型技术方案思路前提下，所作的拓展以及操作方法、数据的替换，都应当落在本实用新型保护范围之内。

Claims (5)

1.一种农作物灌溉控制系统用信号调节电路，包括水泵，水泵的出水口处设置流量传感器，流量传感器的检测信号通过信号采集单元连接控制器，其特征在于：所述信号采集单元包括放大调节电路和陷波隔离电路，所述放大调节电路用于对所述流量传感器的检测信号进行RC滤波和前置放大，然后送入所述陷波隔离电路中进行工频滤波，最后利用电压跟随器原理将检测信号隔离输出和A/D转换成数字量后送入所述控制器中。
2.根据权利要求1所述的信号调节电路，其特征在于：所述放大调节电路包括电阻R1，电阻R1的一端连接所述流量传感器的信号输出端，电阻R1的另一端连接电容C1、电阻R2的一端，电容C1、电阻R2的另一端接地，电阻R2的一端还连接稳压二极管DZ1的阴极和电容C2的一端，并通过并联的电阻R3、电容C3连接运放器AR1的输出端，电容C2的另一端连接运放器AR1的同相输入端，运放器AR1的反相输入端与稳压二极管DZ1的阳极接地。
3.根据权利要求2所述的信号调节电路，其特征在于：所述陷波隔离电路包括运放器AR2，运放器AR2的同相输入端连接电阻R5、电容C5的一端，电阻R5的另一端连接电阻R4、电容C6的一端，电容C6的另一端接地，电容C5的另一端连接电容C4、电阻R6的一端，电阻R6的另一端连接运放器AR2的输出端，电阻R4、电容C4的另一端连接运放器AR1的输出端，运放器AR2的反相输入端连接电阻R7、R8的一端，电阻R7的另一端连接运放器AR2的输出端，电阻R8的另一端接地。
4.根据权利要求3所述的信号调节电路，其特征在于：所述运放器AR2的输出端还连接电感L1的一端，电感L1的另一端连接电容C7的一端和运放器AR3的同相输入端，电容C7的另一端接地，运放器AR3的反相输入端、输出端通过A/D转换器连接所述控制器。
5.根据权利要求1所述的信号调节电路，其特征在于：所述控制器通过串口分别连接电子触控屏和变频器，所述变频器的输出端连接所述水泵的电机控制端。
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