一种用于检测土壤中氮肥含量的气体传感器阵列的制作方法

本实用新型涉及传感器，特别是一种用于检测土壤中氮肥含量的气体传感器阵列。

背景技术：

目前，判断土壤肥料含量的方法大多数是根据经验和植物的生长状态判断，可靠性较差，通过土壤肥料含量检测仪器虽然可以准确的检测土壤中各种元素的含量，但是其价格昂贵，检测步骤繁琐，在农田中实际应用度不高。单一的氨气传感器虽然也可以检测出土壤中挥发出来的气体浓度，但是由于土壤中复杂环境，导致氮肥分解的因素不一致，根本无法从挥发出来的气体浓度判断土壤中剩余的氮肥含量，因此单一的氨气传感器在农田中也不具有应用价值。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种用于检测土壤中氮肥含量的气体传感器阵列。

本实用新型的目的是通过如下途径实现的：一种用于检测土壤中氮肥含量的气体传感器阵列，在基板上活动安装有两个传感器阵列，1号传感器阵列包括温度传感器、湿度传感器及光照强度传感器；2号传感器阵列包括两个氨气电化学传感器及两个氨气半导体传感器；所述的1号传感器阵列与2号传感器阵列之间连接有比较电路，2号传感器阵列顺序电连接调理电路、滤波电路、放大电路及模数转换电路，模数转换电路外接电源正极、电源负极及信号线。

作为本方案的进一步优化，所述的比较电路包括3个LM393芯片，这三个芯片分别连接1号传感器阵列中的温度传感器、湿度传感器及光照强度传感器，三组LM393芯片经过两个与门电路连接2号传感器阵列。

本实用新型一种用于检测土壤中氮肥含量的气体传感器阵列，与现有技术比较，具有如下优点：一是传感器可更换：在基板上，设计了多种类型传感器的插口，由于每种传感器都有一定的使用寿命，当一种传感器使用过期以后，不用对整个检测阵列进行更换，只需要换传感器就可以。二是温度、湿度、光照三种传感器分别可以检测影响土壤氮肥挥发的三个因素，即温度、湿度、光强。比较电路可以在温度湿度光强相近的条件下，输出氨气传感器阵列的数字信号，可以根据输出的信号判断土壤中肥料的剩余含量。三是具有连接电路、放大电路、滤波电路、比较电路等多级电路设计，使传出来的数据更稳定可靠，便于处理器分析处理。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明：

图1为本实用新型方框结构示意图；

图2为本实用新型电路示意图。

具体实施方式

如图1、图2所示，本实用新型一种用于检测土壤中氮肥含量的气体传感器阵列，它是在基板上活动安装有两个传感器阵列，1号传感器阵列21包括温度传感器1、湿度传感器2及光照强度传感器3；2号传感器阵列22包括两个氨气电化学传感器4及两个氨气半导体传感器5；

所述的1号传感器阵列21与2号传感器阵列22之间连接有比较电路6，所述的比较电路6包括3个LM393芯片，这三个芯片分别连接1号传感器阵列21 中的温度传感器1(用于检测土壤周围环境的温度)、湿度传感器2(用于检测土壤的湿度)及光照强度传感器3(用于检测光照的强度)，三组LM393芯片经过两个与门电路连接2号传感器阵列22。2号传感器阵列22顺序电连接调理电路7、滤波电路8、放大电路9鳄鱼模数转换电路10，模数转换电路10外接电源正极11、电源负极12及信号线13，最终将传感器阵列以模块的形式进行使用，简化了应用者电路的设计难度。当电源供电以后，信号线就会输出处理好的数字信号，根据输出数字信号的强弱，判断土壤中氮肥的剩余含量。

所述的比较电路6采用了3个LM393芯片，这三个芯片分别接温度传感器、湿度传感器、光照传感器，每一个LM393芯片有两个电压比较器，比较电压值可以通过滑动变阻器进行调节设定，当传感器输出的电压值比预设的电压值高的时候，电压比较器就会输出一个高电平，每一个传感器的输出信号接在了一个LM393的两个电压比较器中，这样通过分别调节两个滑动变阻器，就可以设定一个范围，而不是一个单一的阀值。三组LM393传出来的信号都是高电平的时候，表明环境因素相似，此时再通过两个与门电路，如果两个与门电路最终输出的电压值是高电平，那么可以进行接下来的气敏传感器的采集，通过这种方法就免去了编程的烦恼，用户可以拿来传感器直接进行使用。由于阀值是通过滑动变阻器设定的，因此其值可调，在实际使用中，可以根据不同的肥料进行相应的调试，使传感器检测结果更加准确。

调理电路7、滤波电路8、放大电路9及模数转换电路10采取通用的电路就可以，无需单独设计。

1号传感器阵列21用于判断环境条件是否相同，相当于一个开关的作用，当环境的温度、湿度、光照强度相同时，2号传感器阵列22开始工作，2号传感器阵列22的传感器对肥料中挥发出来的气体敏感，2号传感器阵列22的四个传感器用来采集土壤中肥料挥发出来的气体，又由于肥料挥发出来的气体中以氨气为主。通过一个继电器把两个电路相连接，继电器的5号引脚与地连接，当4号引脚输入高电平时，继电器闭合，此时继电器的1、3号引脚导通，这时 2号传感器阵列22的电源正极接通开始工作。

1号传感器阵列21采集来信号以后，通过比较电路，比较出当土壤环境的温度湿度光强相近的时候，才会输出对肥料敏感的2号传感器阵列22的模拟信号，对模拟信号经过调理电路处理，再经过滤波电路，将一些固定的噪声干扰去掉，经过放大电路将信号放大，并经模数转换电路处理，将模拟信号转换为数字信号，最终以数字信号的形式将采集来的数据交给单片机处理单元处理，这样一来，使单片机的工作量变小，编辑起控制程序更容易，使用难度大大降低。

传感器采用可拆卸的设计，当传感器使用过期以后可以更换新的传感器。

图中的三根横线分别代表电源正极、电源负极、信号线，最终将传感器阵列以模块的形式进行使用，简化了应用者电路的设计难度。当电源供电以后，信号线就会输出处理好的数字信号，根据输出数字信号的强弱，判断土壤中氮肥的剩余含量。

以上所述，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，任何熟悉本领域的技术人员在本实用新型所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。