一种双通道荧光溶解氧传感器的制作方法

1.本发明涉及一种水质监测传感器，具体地说，特别涉及一种双通道荧光溶解氧传感器。


背景技术：

2.水产养殖中，水体中的含氧量数据非常重要。溶氧过低会造成水生物缺氧窒息死亡，造成重大财产损失。溶解氧数据直观的反映养殖水体中的水质情况。传感器敏感元件暴露在水体中，养殖水体中情况复杂，对传感器的测量准确性影响很大，传感器经常由于自然、人为或偶然的各种情况造成失效；同时水里的溶解氧含量是保证水质健康和养殖体健康的核心指标。低氧会造成养殖生物的缺氧死亡，溶解氧含量的昼夜变化量会直接反应水质状况。养殖水体的合理溶解氧含量，可以让养殖生产做到高产高效低风险，所以在线监测养殖水中的溶解氧含量非常重要。然而，养殖水体由于养殖密度大，饲料投喂量大，通常是富营养水体。富营养水体中各种水生动植物会造成传感器的污染，被污染的传感器既无法进行精准的测量甚至造成损坏。通常在实际应用中，需要频繁的对传感器进行清洁。
3.因此本领域技术人员致力于提供一种能够有效解决上述技术问题的双通道荧光溶解氧传感器。


技术实现要素：

4.有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种能够有效解决上述技术问题的双通道荧光溶解氧传感器。
5.为实现上述目的，本发明提供了一种双通道荧光溶解氧传感器，包括防水密封壳体，所述防水密封壳体包括相互配合使用且可拆卸连接的上盖和下盖，所述上盖的上端设置有尾线；所述下盖的下端设置有清洁刷，所述清洁刷的输入端与电机的输出端连接，所述电机设置在所述防水密封壳体内；所述上盖和下盖内设置有电源模块、通信模块、微控制模块、测量通道a和测量通道b；所述电源模块用于给传感器提供电能；所述通信模块与微控制模块连接，所述通信模块用于与外部主机进行通信；所述微控制模块同时与测量通道a和测量通道b连接，所述微控制模块用于控制运算、存储和通信；通过对测量通道a和测量通道b的测量数据进行比较，实现对测量通道a和测量通道b进行故障检测。
6.作为优选，所述测量通道a包括测量电路a和敏感元件a，所述敏感元件a通过所述测量电路a与所述微控制模块连接；所述测量通道b包括测量电路b和敏感元件b，所述敏感元件b通过所述测量电路b
与所述微控制模块连接，所述清洁刷用于对敏感元件a和敏感元件b进行清洁。
7.作为优选，所述通信模块通过rs485总线与外部主机进行通信。
8.作为优选，所述测量通道a和所述测量通道b进行故障检测的具体方式包括：
①
传感器进行工作时收到开始测量的命令；
②
传感器接收来自外部主机的参数设置；
③
读取测量测量通道a的数据
④
读取测量测量通道b数据
⑤
判读温度条件，温度剧烈变化时会造成两个通道数据差异放大，根据传感器的动态响应性能，避免在剧烈温度变化时做判读，通常在温度在一个小时之内变化小于2摄氏度时即可对数据进行判读，否则继续进行下一次的测量；
⑥
对数据误差进行判读；
⑦
根据不同型号传感器的性能设置误差条件，若误差大于门限值即可进行下一步，若小于门限值，则继续按照以上步骤对测量通道a和测量通道b的数据进行下一次的测量；
⑧
报告故障，根据设置对故障进行报告。
9.作为优选，所述下盖的下端设置有若干个底脚。
10.本发明的有益效果是：本发明拥有两个独立的测量装置共同组装在一个壳体之内，两个测量装置的测量部分完全独立，但是电源、运算、管理、通信等功能模块是共用的。双通道可以独立的工作也可以同时工作；双通道的溶解氧传感器可以实现在线实时测量时的冗余测量，可以充分保证测量装置的可靠性，另外，实现双通道冗余后，两个通道的测量结果可以相互比对验证，并可以实现故障检测，从而使在水产养殖在线检测应用中测量可靠性更加大大提高；另外，由于设置了双通道，从而有效的避免了清洁刷会周期性的对感应头进行遮挡，影响测量，通过双通道能保持监测的连续性，清洁刷还能在两个通道结果不一时，加快清洁速率，进行清洁，通过双通道和清洁刷配合可实现相互值守，自校准；同时本发明是将自我清洁装置（通过清洁刷）与传感器融为一体，根据工作环境的需要可以设定清洁的强度和方式，充分保证溶解氧传感器在水中长期工作时的可靠测量。
附图说明
11.图1是传感器的正视结构示意图。
12.图2是传感器的立体结构示意图。
13.图3是本发明的功能模块示意图。
14.图4是本发明中故障检测逻辑示意图。
具体实施方式
15.下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅
用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
16.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
17.如图1至图4所示，本发明是一种专门用于水产养殖行业的智能化传感器。本发明拥有两个独立的测量装置（测量通道a和测量通道b）共同组装在一个壳体（防水密封壳体8）之内，两个测量装置的测量部分完全独立（测量电路a4和敏感元件a6与测量电路b5和敏感元件b7完全独立），但是电源、运算、管理、通信等功能模块是共用的（共用电源模块1、通信模块2和微控制模块3）。双通道（测量通道a和测量通道b）可以独立的工作也可以同时工作。在水产养殖应用中，对测量数据的准确性要求不高，但是对测量装置的可靠性有很高的要求。双通道的溶解氧传感器可以实现在线实时测量时的冗余测量，可以充分保证测量装置的可靠性。
18.一种双通道荧光溶解氧传感器，其特征是：包括防水密封壳体8，所述防水密封壳体8包括相互配合使用且可拆卸连接的上盖12和下盖13，所述上盖12的上端设置有尾线11；尾线是对传感器进行供电和通信，尾线连接传感器内部的电源和通信部分。
19.所述下盖13的下端设置有清洁刷14，所述清洁刷14的输入端与电机的输出端连接，所述电机设置在所述防水密封壳体8内；所述上盖12和下盖13内设置有电源模块1、通信模块2、微控制模块3、测量通道a和测量通道b；防水密封壳体8是整个传感器的外壳，所有单元模块被密封在壳体之内不可分开。
20.所述电源模块1用于给传感器提供电能；所述通信模块2与微控制模块3连接，所述通信模块2用于与外部主机进行通信；所述通信模块2通过rs485总线与外部主机进行通信。
21.所述微控制模块3同时与测量通道a和测量通道b连接，所述微控制模块3用于控制运算、存储和通信等功能；微控制器模块3负责整个设备的控制与计算。
22.通过对测量通道a和测量通道b的测量数据进行比较，实现对测量通道a和测量通道b进行故障检测。
23.所述测量通道a包括测量电路a4和敏感元件a6，所述敏感元件a6通过所述测量电路a4与所述微控制模块3连接；所述测量通道b包括测量电路b5和敏感元件b7，所述敏感元件b7通过所述测量电路b5与所述微控制模块3连接。所述清洁刷14用于对敏感元件a6和敏感元件b7进行清洁。
24.所述测量通道a和所述测量通道b进行故障检测的具体方式包括：
①
传感器进行工作时收到开始测量的命令；
②
传感器接收来自外部主机的参数设置；
③
读取测量测量通道a的数据
④
读取测量测量通道b数据
⑤
判读温度条件，温度剧烈变化时会造成两个通道数据差异放大，根据传感器的
动态响应性能，避免在剧烈温度变化时做判读，通常在温度在一个小时之内变化小于2摄氏度时即可对数据进行判读，否则继续进行下一次的测量；
⑥
对数据误差进行判读；
⑦
根据不同型号传感器的性能设置误差条件，若误差大于门限值即可进行下一步，若小于门限值，则继续按照以上步骤对测量通道a和测量通道b的数据进行下一次的测量；
⑧
报告故障，根据设置对故障进行报告。
25.本发明是一种双通道（测量通道a和测量通道b）的荧光原理溶解氧传感器，荧光原理溶解氧传感器可靠性高，实现双通道冗余后，两个通道的测量结果可以相互比对验证，并可以实现故障检测，在符合某种条件下两个通道的误差过大，即可判读为至少有一个通道是故障通道，传感器即可报告故障，从而使在水产养殖在线检测应用中测量可靠性更加大大提高。
26.所述下盖13的下端设置有若干个底脚15。底脚15是防止传感器平放的时候清洁刷损坏，同时可以起到阻隔一些长型物体缠绕在清洁刷轴上。清洁刷可通过设置在防水密封壳体8内的电机进行正转和反转。完整对底面的敏感元件a6和敏感元件b7进行清洁。
27.本发明是一种新型的溶解氧传感器设计，对传感器增加了一体式自动清洁装置（通过设置在防水密封壳体8内的电机带动清洁刷14进行工作，从而对敏感元件a6和敏感元件b7进行清洁），清洁装置可以定制对传感器的测量面进行清洁，从而保证传感器测量面的干净，不会造成污染物附着，可以长时间保证传感器的正常工作，极大的降低了人工清洁的工作量。正常工作的传感器可以保证可以有效降低养殖风险。
28.以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。