一种利用检波技术与电导线性化结合的有机肥水分传感器的制作方法

文档序号:14453109阅读:162来源:国知局

本发明涉及有机肥水分测量装置技术领域,更具体地说,本发明涉及一种利用检波技术与电导线性化结合的有机肥水分传感器。



背景技术:

有机肥的生产发酵历史悠久,但是农业,酒业,养殖业废料再生利用,作为原料生产有机肥,则是近年来国家大力支持的节能减排,环境保护的重要产业。工业化生产有机肥,则是大批量集中化晾晒、发酵、储存和运输,特别还有流水线生产。原料是已废弃的酒厂和农作物垃圾,养殖厂污泥水,而非以往的粪便为主。水分的测量直接关系着生产的效率,垃圾处理再生肥料的有效率和肥效。传统的采样称重法测量水分已很不适应。



技术实现要素:

本发明的一个目的是解决至少上述问题,并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供了一种利用检波技术与电导线性化结合的有机肥水分传感器,其根本改变了水分测试的现状,替代称重法,有效地解决了行业内迫切需要解决的问题,大大提高了生产水平和能力,节省了人力,保证了数据的准确性,连续性和随机性,特别是经过电导线性化处理后,水分变化值线性化,为自动化和半自动化控制系统的应用提供了便利。

为了实现上述目的,本发明提供了一种利用检波技术与电导线性化结合的有机肥水分传感器,包括:

用于发射工作信号并向有机肥发送恒压信号的信号发射单元;

用于接收所述工作信号并采集交流电流信号的信号采集单元;

用于将所述交流电流信号线性化并转换为交流电压信号的信号转换单元;

用于将所述交流电压信号转换为直流电压信号的检波电路;

用于将所述直流电压信号进行放大的运算放大电路;

用于将放大后的直流电压信号转换为标准模拟电流信号与485信号并输出的压控恒流源电路。

优选的是,所述的利用检波技术与电导线性化结合的有机肥水分传感器,所述信号发射单元为方波发生器。

优选的是,所述的利用检波技术与电导线性化结合的有机肥水分传感器,所述信号采集单元包括与所述方波发生器的发射端连接的前段电极和与所述前段电极连接的绝缘隔离段。

优选的是,所述的利用检波技术与电导线性化结合的有机肥水分传感器,所述信号转换单元包括:

电导线性化电阻,其与所述前段电极并联连接;

后段电极,其与所述前段电极的输出端连接;

接地电阻,其与所述后段电极并联连接。

优选的是,所述的利用检波技术与电导线性化结合的有机肥水分传感器,还包括:

变送器盒,其具有输出线接口;

变送器板,其置于所述变送器盒内,并用于固定所述方波发生器、所述检波电路、所述运算放大电路以及所述压控恒流源电路;

信号输出线,其与所述压控恒流源电路的输出端连接,并穿过所述输出线接口以延伸出所述变送器盒;

连接法兰,其可拆卸固定在所述变送器盒的外侧壁,并与所述后段电极的一端连接;

第一螺纹管,其置于所述后段电极内;

第二螺纹管,其部分嵌入所述后段电极的另一端,所述第二螺纹管的剩余部分与所述绝缘隔离段的一端螺纹连接;

第三螺纹管,其部分从所述绝缘隔离段的另一端嵌入所述绝缘隔离段的空腔内,所述第三螺纹管的剩余部分与所述前段电极连接,所述前段电极与所述第三螺纹管相连接的一端开设有向另一端延伸的通道;

内螺纹管,其置于所述绝缘隔离段内,并分别与所述第二螺纹管和所述第三螺纹管连接;

其中,所述变送器盒的外侧壁与所述连接法兰连接的位置开设有通过孔,且所述前段电极的通道与所述第一螺纹管的空腔、所述后段电极的空腔、所述第二螺纹管的空腔、所述第三螺纹管的空腔、所述绝缘隔离段的空腔以及所述内螺纹管的空腔连通后形成一线槽通道,所述线槽通道内容置有分别用于连接所述后段电极与所述变送器板和用于连接所述前段电极与所述变送器板的电极连线。

本发明至少包括以下有益效果:

1、本发明提供的利用检波技术与电导线性化结合的有机肥水分传感器利用方波发生器发送恒压信号,检波技术结合电导线性化设计,直流放大处理,并转换成模拟电流(电压)信号与数字信号rs485输出,测量有机肥的电导率变化,从而实现在线检测有机肥的含水率,进而取代现在有机肥生产行业的传统的采样称重法水分测量方式。

2、本发明提供的利用检波技术与电导线性化结合的有机肥水分传感器根本改变了水分测试的现状,适用于替代传统的称重法,有效地解决了行业内迫切需要解决的问题,大大提高了生产水平和能力,节省了人力,保证了数据的准确性,连续性和随机性,特别是经过电导线性化处理后,水分变化值线性化,为自动化和半自动化控制系统的应用提供了便利。

3、本发明提供的利用检波技术与电导线性化结合的有机肥水分传感器产品应用于酒业,农作物废料再生有机肥产业,尤其适于自动化和半自动化有机肥生产设备配套使用。

4、本发明提供的利用检波技术与电导线性化结合的有机肥水分传感器结构简单且新颖、安装维护方便、操作简捷、成本低廉、携带方便、维护简单、可靠性好、便于推广使用、填补了行业的空白。

5、本发明提供的利用检波技术与电导线性化结合的有机肥水分传感器测量精度高、响应速度快、数据传输效率高、性能可靠、能够确保正常工作,应用简便。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现,部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明所述的利用检波技术与电导线性化结合的有机肥水分传感器的结构示意图。

图2为本发明所述的利用检波技术与电导线性化结合的有机肥水分传感器的内部走线示意图。

图3为本发明所述的利用检波技术与电导线性化结合的有机肥水分传感器的电路图。

具体实施方式

下面结合附图以及实施例对本发明做进一步的详细说明,以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解,本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

如图1~图3所示,本发明公开了一种利用检波技术与电导线性化结合的有机肥水分传感器,包括:

用于发射工作信号并向有机肥发送恒压信号的信号发射单元;

用于接收所述工作信号并采集交流电流信号的信号采集单元;

用于将所述交流电流信号线性化并转换为交流电压信号的信号转换单元;

用于将所述交流电压信号转换为直流电压信号的检波电路;

用于将所述直流电压信号进行放大的运算放大电路;

用于将放大后的直流电压信号转换为标准模拟电流信号与485信号并输出的压控恒流源电路。

其中,信号发射单元为方波发生器。

信号采集单元包括与所述方波发生器的发射端连接的前段电极2和与所述前段电极2连接的绝缘隔离段10;

信号转换单元包括:电导线性化电阻,其与所述前段电极2并联连接;后段电极3,其与所述前段电极2的输出端连接;接地电阻,其与所述后段电极3并联连接。

作为本发明最佳的一个实施例,本发明的利用检波技术与电导线性化结合的有机肥水分传感器,还包括:

变送器盒4,其具有输出线接口5;

变送器板1,其置于所述变送器盒4内,并用于固定所述方波发生器、所述检波电路、所述运算放大电路以及所述压控恒流源电路;

信号输出线6,其与所述压控恒流源电路的输出端连接,并穿过所述输出线接口5以延伸出所述变送器盒4;

连接法兰7,其可拆卸固定在所述变送器盒4的外侧壁,并与所述后段电极3的一端连接;

第一螺纹管8,其置于所述后段电极3内;

第二螺纹管9,其部分嵌入所述后段电极3的另一端,剩余部分与所述绝缘隔离段10的一端螺纹连接;

第三螺纹管11,其部分从所述绝缘隔离段10的另一端嵌入所述绝缘隔离段10的空腔内,所述第三螺纹管11的剩余部分与所述前段电极2连接,所述前段电极2与所述第三螺纹管11相连接的一端开设有向另一端延伸的通道;

内螺纹管12,其置于所述绝缘隔离段10内,并分别与所述第二螺纹管9和所述第三螺纹管11连接;

其中,所述变送器盒4的外侧壁与所述连接法兰7连接的位置开设有通过孔,且所述前段电极2的通道与所述第一螺纹管8的空腔、所述后段电极3的空腔、所述第二螺纹管9的空腔、所述第三螺纹管11的空腔、所述绝缘隔离段10的空腔以及所述内螺纹管12的空腔连通后形成一线槽通道,所述线槽通道内容置有分别用于连接所述后段电极3与所述变送器板1和用于连接所述前段电极2与所述变送器板1的电极连线13。

方波发生器用于发射工作信号并向有机肥发送恒压信号;前段电极2和绝缘隔离段10用于接收所述工作信号并采集交流电流信号;信号转换单元用于将所述交流电流信号转化为交流电压信号;检波电路用于接收所述交流电压信号并将其处理为直流电压信号;运算放大电路用于将所述直流电压信号进行放大;压控恒流源电路用于将放大后的直流电压信号转换为标准模拟电流信号与485信号并输出的。并借助显示装置显示传输的电流值,规定电流值的范围为4~20ma。

本发明所提供的利用检波技术与电导线性化结合的有机肥水分传感器的对有机肥的水分进行检测的过程为:

步骤一、将所述信号采集单元接触有机肥;

步骤二、开启所述信号发射单元,所述信号发射单元向所述有机肥发送恒压信号并向所述信号采集单元发射工作信号;所述信号采集单元接收所述工作信号并采集交流电流信号,并将所述交流电流信号发送至信号转换单元;

步骤三、所述信号转换单元将所述交流电流信号转化为交流电压信号,并将所述交流电压信号发送至所述检波电路;

步骤四、所述检波电路将所述交流电压信号处理为直流电压信号,并使用运算放大电路对所述直流电压信号进行放大,所述压控恒流源电路将放大后的直流电压信号转换为标准模拟电流信号与485信号后输出,并使用显示器显示电流值。

本发明以有机肥样品的含水量和输出电流值为标准,方波发生器将产生的恒压信号传递至前段电极2接触的有机肥,当检测不同含水量的有机肥时,由于有机肥的水分变化引起电导率发生变化,前段电极2和绝缘隔离段10将采集到的有机肥的交流电流信号,与前段电极2并联的电导线性化电阻使交流电流信号线性化变化,并在与后段电极3并联的接地电阻上产生交流电压变化,接地电阻将交流电压信号后反馈至检波电路,检波电路将交流电压信号处理成直流电压信号,再经过运算放大电路高倍数放大后,经压控恒流源电路输出电流信号,并借助显示装置显示传输的电流值。

本发明中的利用检波技术与电导线性化结合的有机肥水分传感器用于对有机肥内的水分进行检测,具有卓越的耐温性、耐湿性,保证高精度,高稳定性、优越的可重复性,并且替代称重法,有效地解决了行业内迫切需要解决的问题,大大提高了生产水平和能力,节省了人力,保证了数据的准确性,连续性和随机性,特别是经过电导线性化处理后,水分变化值线性化,为自动化和半自动化控制系统的应用提供了便利。

本发明的利用检波技术与电导线性化结合的有机肥水分传感器的测量精度为±0.02%,响应时间<1秒。

尽管本发明的实施方案已公开如上,但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用,它完全可以被适用于各种适合本发明的领域,对于熟悉本领域的人员而言,可容易地实现另外的修改,因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本发明并不限于特定的细节与这里示出与描述的图例。

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