在线式土壤传感器电导率电极检测离子富集并消除的方法技术

本发明专利技术公开了一种在线式土壤传感器电导率电极检测离子富集并消除的方法，包括S1、将两个IO控制引脚均配置为高阻状态；S2、读取两个使用于检测离子富集状态时的ADC引脚的电压值，并比较大小，以判断两个电极是否富集离子，以及每个电极富集何种离子；S3、根据判断结果，通过调整两个IO控制引脚的输出，在电极中施加反向电势，使富集的离子反向运动，从而消除离子富集。本申请通过检测离子富集因子，并通过在电极中施加反向电势，实现自动消除离子富集的功能，避免电极长时间工作后产生离子富集的现象，造成电导率测试的误差，从而使土壤传感器能够长期埋入土壤中测试电导率，且不必担心离子富集现象对电导率测试精度的影响。离子富集现象对电导率测试精度的影响。离子富集现象对电导率测试精度的影响。

【技术实现步骤摘要】
在线式土壤传感器电导率电极检测离子富集并消除的方法


[0001]本专利技术涉及土壤传感器
，具体涉及一种在线式土壤传感器电导率电极检测离子富集并消除的方法。

技术介绍

[0002]在土壤电导率传感器中，为了提高传感器检测寿命，使用304/316不锈钢探针做为检测电导率的检测电极。
[0003]电导仪测量电导率的原理是将相互平行且距离是固定值L的两块极板(或圆柱电极)，放到被测溶液中，在极板的两端加上一定的电势(为了避免溶液电解，通常为正弦波电压，频率1—3kHz)，然后通过电导仪测量极板间电导。
[0004]电导率的测量需要两方面信息：一个是溶液的电导G，另一个是溶液的电导池常数Q。其中电导G可以通过电流、电压的测量根据公式Q＝L/A得到，式中A为测量电极的有效极板面积，L为两极板的距离，然后根据关系式K＝Q
×
G可以得到电导率的数值。
[0005]在电极间存在均匀电场的情况下，这一测量原理在测量仪表中得到广泛应用。
[0006]但非均匀电场(也称作杂散场，漏泄场)没有常数，而是与离子的种类和浓度有关。
[0007]在实际测量过程中，由于电极两端会施加一定的电势，会导致被测介质中的阴锂离子向电极的正极聚集，阳离子向电极的负极聚集，便形成了离子富集，使电极间变成非均匀的电场。因此，电导仪测试电导率时，通常时间不宜过长，并且工作一段时间后，需要对电极进行清洗，并用标准电导液进行重新校准。然而在土壤在线检测中，土壤传感器需要长期插入土壤内并检测土壤的电导率，受到离子富集的影响，土壤传感器工作一段时间后，便会产生较大的偏差。且实际使用中无法通过间隔一两个小时便取出来进行人工校准。

技术实现思路

[0008]本专利技术提供一种在线式土壤传感器电导率电极检测离子富集并消除的方法，有效地解决了现有技术中因电极长时间工作后产生离子富集的现象，造成电导率测试有误差的问题。
[0009]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案实现：
[0010]在线式土壤传感器电导率电极检测离子富集并消除的方法，土壤传感器包括单片机、两个电极，所述单片机包括两个IO控制引脚、四个ADC引脚，其中两个ADC引脚在检测电极离子富集状态时使用，另外两个ADC引脚在检测电导率与消除离子富集时使用；
[0011]方法包括：
[0012]S1、将两个IO控制引脚均配置为高阻状态；
[0013]S2、读取两个使用于检测离子富集状态时的ADC引脚的电压值，并比较大小，以判断两个电极是否富集离子，以及每个电极富集何种离子；
[0014]S3、根据判断结果，通过调整两个IO控制引脚的输出，在电极中施加反向电势，使富集的离子反向运动，从而消除离子富集。
[0015]作为上述方案的优选，土壤传感器包括单片机、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电容C1、电容C1、电极A、电极B，单片机包括IO控制引脚IO
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A、IO控制引脚IO
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B、ADC引脚ADC
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A1、ADC引脚ADC
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B1、ADC引脚ADC
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A2、ADC引脚ADC
‑
B2；
[0016]电极A通过R5连接ADC
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A2，通过C1、R1连接ADC
‑
A1，通过C1、R2连接IO
‑
A；
[0017]电极B通过R6连接ADC
‑
B2，通过C2、R3连接ADC
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B1，通过C2、R4连接IO
‑
B。
[0018]作为上述方案的优选，方法具体包括：
[0019]S1、将IO
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A与IO
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B均配置为高阻状态；
[0020]S2、读取ADC
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A2与ADC
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B2的电压值，并比较大小：
[0021]若ADC
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A2高于ADC
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B2，则电极A富集阳离子，电极B富集阴离子；
[0022]若ADC
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B2高于ADC
‑
A2，则电极B富集阳离子，电极A富集阴离子；
[0023]若ADC
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A2等于ADC
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B2，则暂无离子富集现象；
[0024]S3、根据判断结果消除离子富集：
[0025]若电极A富集阳离子，电极B富集阴离子，则IO
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A引脚输出低电平，IO
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B输出脉冲信号；
[0026]若电极B富集阳离子，电极A富集阴离子，则IO
‑
B引脚输出低电平，IO
‑
A输出脉冲信号；
[0027]此时富集的离子会在单片机输出脉冲的电势下，反向运动，从而消除离子富集。
[0028]由于具有上述结构，本专利技术的有益效果在于：
[0029]本申请通过检测离子富集因子，并通过在电极中施加反向电势，实现自动消除离子富集的功能，避免电极长时间工作后产生离子富集的现象，造成电导率测试的误差，从而使土壤传感器能够长期埋入土壤中测试电导率，且不必担心离子富集现象对电导率测试精度的影响。
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
[0031]图1为本专利技术土壤传感器的硬件结构示意图。
具体实施方式
[0032]下面将结合本专利技术的附图，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0033]本实施例提供一种在线式土壤传感器电导率电极检测离子富集并消除的方法。
[0034]土壤传感器测量电导率的硬件原理如图1所示，包括单片机、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电容C1、电容C1、电极A、电极B，单片机包括IO控制引脚IO
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A、IO控制引脚IO
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B、ADC引脚ADC
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A1、ADC引脚ADC
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B1、ADC引脚ADC
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A2、ADC引脚ADC
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B2；
[0035]电极A通过R5连接ADC
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A2，通过C1、R1连接ADC
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A1，通过C1、R2连接IO
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A；
[0036]电极B通过R6连接ADC
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B2，通过C2、R3连接ADC
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B1，通过C2、R4连接IO
‑
B。
[0037]IO
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A：单片机IO控制引脚，检测电导率时使用。
[0038本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.在线式土壤传感器电导率电极检测离子富集并消除的方法，其特征在于：土壤传感器包括单片机、两个电极，所述单片机包括两个IO控制引脚、四个ADC引脚，其中两个ADC引脚在检测电极离子富集状态时使用，另外两个ADC引脚在检测电导率与消除离子富集时使用；方法包括：S1、将两个IO控制引脚均配置为高阻状态；S2、读取两个使用于检测离子富集状态时的ADC引脚的电压值，并比较大小，以判断两个电极是否富集离子，以及每个电极富集何种离子；S3、根据判断结果，通过调整两个IO控制引脚的输出，在电极中施加反向电势，使富集的离子反向运动，从而消除离子富集。2.根据权利要求1所述的在线式土壤传感器电导率电极检测离子富集并消除的方法，其特征在于：土壤传感器包括单片机、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电容C1、电容C1、电极A、电极B，单片机包括IO控制引脚IO
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A、IO控制引脚IO
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B、ADC引脚ADC
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A1、ADC引脚ADC
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B1、ADC引脚ADC
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A2、ADC引脚ADC
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B2；电极A通过R5连接ADC
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A2，通过C1、R1连接ADC
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A1，通过C1、R2连接IO
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A；电极B...

【专利技术属性】
技术研发人员：凡魏，修丞丞，
申请(专利权)人：艾欧创想智能科技武汉有限公司，
类型：发明
国别省市：