液位高度测量设备及方法技术

本申请公开了一种液位高度测量设备及方法，本申请方法包括竖直设置的PCB板，在所述PCB板的底部设有用于测量电导率的位于同一水平高度的两个金属钉；在所述金属钉上方设置一对平行放置的电极；在两个金属钉之间还设有一个温度传感器；在所述PCB板顶部设有包含测量代码的处理器，所述处理器分别电性连接所述电极和所述金属钉，所述测量代码是用于测量液位高度的方法执行代码。本申请解决了现有的水体液位传感器因为成本太高或者精度太差而不能在数字化农田环境下广泛使用的问题。

【技术实现步骤摘要】
液位高度测量设备及方法
本申请涉及农业灌溉
，具体而言，涉及一种液位高度测量设备及方法。
技术介绍
目前，随着水资源的日益紧缺，越来越多的场合都开始重视对水用量的监测，其中，农业灌溉用水是一个很重要的用水场景，以前的灌溉大多是粗放式的，水的利用率很低。但是随着我国农业朝着数字化自动化方向的进一步发展，要求我们对水资源的有效利用要做到更好，因此，农田灌溉的水位精确监测，就成为非常重要的一个环节。然而，目前市场上存在的水体液位传感器却大多因为成本相对较高或者精度太差而不能够在数字化农田环境中广泛使用。因此，亟需提出一种成本低，并且测量精度高的液位高度测量设备。
技术实现思路
本申请的主要目的在于提供一种液位高度测量设备及方法，解决现有的水体液位传感器因为成本太高或者精度太差而不能在数字化农田环境下广泛使用的问题。为了实现上述目的，根据本申请的第一方面，提供了一种液位高度测量设备，包括竖直设置的PCB板，在所述PCB板的底部设有用于测量电导率的位于同一水平高度的两个金属钉；在所述金属钉上方设置一对平行放置的电极；在两个金属钉之间还设有一个温度传感器；在所述PCB板顶部设有包含测量代码的处理器，所述处理器分别电性连接所述电极和所述金属钉，所述测量代码是用于测量液位高度的方法执行代码。进一步地，所述用于测量电导率的两个金属钉的材质为不锈钢。进一步地，所述温度传感器为：热敏电阻温度传感器。为了实现上述目的，根据本申请的第二方面，提供了另一种液位高度测量方法。>根据本申请的一种液位高度测量方法包括：检测PCB板上两个金属钉之间的电导率，以及两个电极之间的电容值；如果所述电导率大于或者等于预设电导率，并且所述电容值大于或者等于预设电容值，则获取温度传感器的温度值；所述预设电容值为被测液体的液位高度达到电极最底部时的电容值，所述预设电导率小于被测液体的电导率；根据所述温度值和所述电容值计算被测液体的液位高度。进一步地，所述根据所述温度值和所述电容值计算被测液体的液位高度包括：根据两个电极之间的电容值计算得到电极浸入被测液体中的高度；根据两个金属钉之间的电导率和温度传感器的温度值对两个电极之间的电容值进行补偿计算得到被测液体的液位高度。进一步地，所述根据两个电极之间的电容值计算得到电极浸入被测液体中的高度包括：检测两个电极之间的电容值，并根据如下公式计算得到电极浸入被测液体中的高度：其中，C为两个电极之间的电容值，d为两个电极之间的距离，h为电极浸入液体中的高度，ε是两个电极之间的电介质的介电常数，ω为与两个电极相关的一个固定值。进一步地，所述根据两个金属钉之间的电导率和温度传感器的温度值对两个电极之间的电容值进行补偿计算得到被测液体的液位高度包括：检测两个金属钉之间的电导率，和温度传感器的温度值，并根据如下公式计算得到被测液体的液位高度：其中，H为被测液体液位高度，h0为电极最底部所在的高度值，C为两个电极之间的电容值，d为两个电极之间的距离，h为电极浸入液体中的高度，ε是两个电极之间的电介质的介电常数，ω为与两个电极相关的一个固定值，EC为两个金属钉之间的电导率，T为温度传感器的温度值，f(EC,T)是关于液体电导率和温度值的补偿函数。进一步地，还包括：如果检测到的电导率小于预设电导率，则确定被测液体的液位高度小于金属钉所在的高度值。进一步地，还包括：还包括：如果检测到的电导率大于或者等于预设电导率，并且两个电极之间的电容值小于预设电容值，则确定被测液体的液位高度大于或者等于金属钉所在的高度值，并且小于电极最底部所在的高度值。在本申请实施例中，一种液位高度测量设备及方法中，采用检测PCB板上两个金属钉之间的电导率，以及两个电极之间的电容值；如果所述电导率大于或者等于预设电导率，并且所述电容值大于或者等于预设电容值，则获取温度传感器的温度值；根据所述温度值和所述电容值计算被测液体的液位高度。本申请通过两个金属钉和两个电极，以及一个温度传感器就可以测量出被测液体的液位高度，无需金属结构件，采用技术成熟的PCB制板技术，有效降低了设备成本，还能适应各种液体测量环境，稳定性强的技术效果。另外，在减低设备成本的基础上，考虑到被测液体的介电常数会随着被测液体的电导率和液体的温度而变化，影响到电极之间的电容值，继而会给液位高度测量造成误差，本申请通过设置温度传感器来获取温度值，并通过液体电导率和温度的补偿函数对电容值进行补偿，从而获得毫米级精度的测量误差，实现了液位高度的精确测量的目的，继而解决了现有的水体液位传感器因为成本太高或者精度太差而不能在数字化农田环境下广泛使用的技术问题。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：图1是根据本申请实施例提供的一种液位高度测量设备的结构示意图；图2是根据本申请实施例提供的一种液位高度测量方法流程图；图3根据本申请实施例提供的另一种液位高度测量方法流程图；图4根据本申请实施例提供的又一种液位高度测量方法流程图；图5根据本申请实施例提供的液位高度测量设备执行其方法的执行流程图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。根据本申请实施例，还提供了一种液位高度测量设备，如图1所示，该设备包括：竖直设置的PCB板，在所述PCB板的底部设有用于测量电导率的位于同一水平高度的两个金属钉TP1、TP2；在所述金属钉上方设置一对平行放置的电极P1、P2；在两个金属钉之间还设有一个温度传感器RT；在所述PCB板顶部设有包含测量代码的处理器U3，所述处理器U3分别电性连接所述电极和所述金属钉，所述测量代码是用于测量液位高度的方法执行代码。两个金属钉设置于PCB板底部同一水平高度，考虑到该设备的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液位高度测量设备，其特征在于，包括竖直设置的PCB板，在所述PCB板的底部设有用于测量电导率的位于同一水平高度的两个金属钉；在所述金属钉上方设置一对平行放置的电极；在两个金属钉之间还设有一个温度传感器；在所述PCB板顶部设有包含测量代码的处理器，所述处理器分别电性连接所述电极和所述金属钉，所述测量代码是用于测量液位高度的方法执行代码。/n

【技术特征摘要】
1.一种液位高度测量设备，其特征在于，包括竖直设置的PCB板，在所述PCB板的底部设有用于测量电导率的位于同一水平高度的两个金属钉；在所述金属钉上方设置一对平行放置的电极；在两个金属钉之间还设有一个温度传感器；在所述PCB板顶部设有包含测量代码的处理器，所述处理器分别电性连接所述电极和所述金属钉，所述测量代码是用于测量液位高度的方法执行代码。


2.根据权利要求1所述的液位高度测量设备，其特征在于，所述用于测量电导率的两个金属钉的材质为不锈钢。


3.根据权利要求1所述的水体液位高度测量设备，其特征在于，所述温度传感器为：热敏电阻温度传感器。


4.一种液位高度测量方法，所述方法是基于上述权利要求1-3中任一所述的液位高度测量设备实施的，所述方法在处理器中执行，其特征在于，包括：
检测PCB板上两个金属钉之间的电导率，以及两个电极之间的电容值；
如果所述电导率大于或者等于预设电导率，并且所述电容值大于或者等于预设电容值，则获取温度传感器的温度值，所述预设电容值为被测液体的液位高度达到电极最底部时的电容值，所述预设电导率小于被测液体的电导率；
根据所述温度值和所述电容值计算被测液体的液位高度。


5.根据权利要求4所述的液位高度测量方法，其特征在于，所述根据所述温度值和所述电容值计算被测液体的液位高度包括：
根据两个电极之间的电容值计算得到电极浸入被测液体中的高度；
根据两个金属钉之间的电导率和温度传感器的温度值对两个电极之间的电容值进行补偿计算得到被测液体的液位高度。


6.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：李迅，安烛，冯星伟，
申请(专利权)人：北京大蚯蚓数字科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11