一种适用于水培系统的传感器及测试方法技术方案

本发明专利技术属于水培系统测试技术领域，提供了一种适用于水培系统的传感器及测试方法。所述传感器包括：电磁铁的磁极施加不同方向的电能时发生反转，第一气囊及第二气囊分别布设于电磁铁的两磁极侧；第一永磁铁固定于第一气囊靠近电磁铁的外侧，第二永磁铁固定于第二气囊靠近电磁铁的外侧，第一永磁铁与第二永磁铁的磁性相反；测量腔位于第二气囊远离电磁铁的一侧，PH电极及EC电极均固定于测量腔内；第一气囊及第二气囊同时与测量腔相连通；第一气囊还包括净水口以将净水导入；第二气囊包括导水口以将待测水导入，将净水或待测水导出；且第一气囊最大形变量小于第二气囊最大形变量。本发明专利技术不但测试过程简单，且满足了水培系统内水质连续测量的需求。连续测量的需求。连续测量的需求。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于水培系统的传感器及测试方法


[0001]本专利技术涉及水培系统测试
，具体涉及一种适用于水培系统的传感器及测试方法。

技术介绍

[0002]水培又称为营养液培，其通过将植物的根系浸没于添加了营养液的培养水内以向植物供给生长所需的水分及养分等；进而促进植物良好生长。由此可见，培养水的水质监测对植物生长至关重要。
[0003]当前主要通过PH传感器对水培系统内水的酸碱度进行测量，通过EC传感器对水培系统内水的可溶性粒子浓度进行测量。主要的测量过程包括：将PH传感器或EC传感器的探测电极手动插入待测水内获取相应的PH读数或EC读数。同时由于探测电极上残留的待测水会对后续测量造成干扰，因此在测量完成后还需将探测电极手动浸没于净水(一般为蒸馏水)内进行清洁；并在清洁后进行干燥以进一步避免探测电极上残留的净水干扰后续测量或吸附空气中悬浮的杂质进而干扰后续测量。
[0004]对于水培植物而言，由于其种植环境单一，因此由外界关联环境导致的自我调节能力较差，在多数情况下均是被动的进行营养物质获取。进而需要对水培系统的水质进行连续有效的监控以避免营养物质含量过低或过剩，进而影响植物的正常生长。但由上述现有PH传感器及EC传感器的测量过程可见，均需要人工操作进行，不但过程繁琐，且无法于水培系统的连续水质监测相适配。

技术实现思路

[0005]本专利技术目的在于提供一种适用于水培系统的传感器及测试方法，以改善现有基于传统PH传感器及EC传感器进行水培系统水质监测时过程繁琐，且无法进行连续水质监测的技术问题。
[0006]为达成上述目的，本专利技术提出如下技术方案：
[0007]一种适用于水培系统的传感器，包括：互相配合的电磁铁、第一永磁铁、第二永磁铁、第一气囊、第二气囊、测量腔、PH电极及EC电极；
[0008]所述电磁铁的磁极施加不同方向的电能时发生反转，所述第一气囊及所述第二气囊分别布设于所述电磁铁的两磁极侧；所述第一永磁铁固定于所述第一气囊靠近所述电磁铁的外侧，所述第二永磁铁固定于所述第二气囊靠近所述电磁铁的外侧，所述第一永磁铁与所述第二永磁铁的磁性相反；所述测量腔位于所述第二气囊远离所述电磁铁的一侧，所述PH电极及所述EC电极均固定于所述测量腔内；
[0009]所述第一气囊及所述第二气囊同时与所述测量腔相连通；所述第一气囊还包括净水口，用于将净水导入其内；所述测量腔还包括导水口，用于将待测水导入，或将净水或待测水导出其内；且所述第一气囊的最大形变量小于所述第二气囊的最大形变量。
[0010]进一步的，包括第一单向止逆阀及第二单向止逆阀；所述第一单向止逆阀设于所
述净水口处以使外界净水向所述第一气囊内水流单向导通，所述第二单向止逆阀设于所述第一气囊与所述测量腔之间以使第一气囊向所述测量腔内水流单向导通。
[0011]进一步的，包括第三单向止逆阀；所述第三单向止逆阀设于所述第二气囊与所述测量腔之间以使第二气囊向所述测量腔内水流单向导通。
[0012]进一步的，包括：所述第一气囊及所述第二气囊的纵截面均为异型四边形；所述异型四边形中与所述电磁铁的两磁极平行的两边为直线形，剩余两边为折叠形以使所述第一气囊及所述第二气囊均具有沿垂直于所述电磁铁磁极压缩形变的自由度。
[0013]进一步的，所述PH电极与所述EC电极各一对，同时垂直固定于所述测量腔的内侧壁上。
[0014]一种适用于水培系统的测试方法，包括：
[0015]判断到达预设的测试频率时，发送第一指令以对所述电磁铁通电，进而使所述电磁铁靠近第一永磁铁的磁极与所述第一永磁铁的磁极相反，使所述电磁铁靠近第二永磁铁的磁极与所述第二永磁铁的磁极相反；
[0016]所述第一气囊向靠近所述电磁铁方向拉伸形变以使外界净水自所述净水口进入所述第一气囊内；同时所述第二气囊向靠近所述电磁铁方向拉伸形变以使待测水自所述导水口进入所述测量腔内，并浸没所述PH电极及所述EC电极以测出实测PH值及实测EC值；
[0017]获取所述实测PH值及所述实测EC值以触发发送第二指令以对所述电磁铁反向通电，进而使所述电磁铁靠近第一永磁铁的磁极与所述第一永磁铁的磁极相同，使所述电磁铁靠近第二永磁铁的磁极与所述第二永磁铁的磁极相同；
[0018]所述第二气囊向远离所述电磁铁方向压缩形变以使所述测量腔内的待测水自所述导水口流出；同时使所述第一气囊向远离所述电磁铁方向压缩形变以使其内的净水流入所述测量腔内，进而在所述第二气囊压缩形变的作用下使所述测量腔内的净水继续自所述导水口流出；
[0019]继续在所述第二气囊压缩形变的作用下其内的气体冲入所述测量腔内并自所述导水口排出以对所述PH电极及所述EC电极进行干燥。
[0020]进一步的，所述获取所述实测PH值及所述实测EC值之后，包括：
[0021]判断所述实测PH值超出标准PH范围时对其进行存储并发送第一报警信息，或所述实测EC值超出标准EC范围时其进行存储并发送第二报警信息；
[0022]反之则删除所述实测PH值，或所述实测EC值。
[0023]进一步的，所述获取所述实测PH值及所述实测EC值之后，包括：
[0024]判断所述实测PH值超出标准PH范围，或所述实测EC值超出标准EC范围时发送第三指令以获取当前植物状态图；
[0025]将所述当前植物状态图输入神经网络模型以判断植物当前状态优于标准状态时，将种植策略内的标准PH值及标准EC值分别替换为所述实测PH值及所述实测EC值；反之，则发送第一报警信息或第二报警信息。
[0026]进一步的，包括所述神经网络模型训练，包括：
[0027]获取若干历史植物状态图以构成训练集及验证集；
[0028]基于所述训练集对初始神经网络模型进行训练，并基于验证集对训练后的初始神经网络模型进行验证；
[0029]循环执行上述步骤直至到达预设的迭代次数以获取所述神经网络模型。
[0030]进一步的，包括：判断到达预设的校准频率时，将所述第二气囊上的导水口与外界标准溶液相连通。
[0031]有益效果：
[0032]由以上技术方案可知，本专利技术的技术方案提供了一种适用于水培系统的传感器以改善当前进行水培系统水质监测时存在的过程繁琐且无法进行连续监测的缺陷。
[0033]专利技术人发现一个完整的PH值测量过程或EC值测量过程依次包括：探针或电极测试，测试后探针或电极清洗，及清洗后的探针及电极干燥。同时，PH值和EC值的测量对于水质监测同等重要，且总是同时进行。因此专利技术人旨在设计一种不但可以自动完成整个测量过程，且可同时进行PH值及EC值测量的传感器。
[0034]基于此，所述传感器包括不但同时包括用于探测的PH电极及EC电极，还包括互相配合的电磁铁、第一永磁铁、第二永磁铁、第一气囊、第二气囊、测量腔及PH电极及EC电极。具体的，所述电磁铁的磁极施加不同方向的电能时发生反转，所述第一气囊及所述第二气囊分别布设于所述电磁铁的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于水培系统的传感器，其特征在于，包括：互相配合的电磁铁、第一永磁铁、第二永磁铁、第一气囊、第二气囊、测量腔、PH电极及EC电极；所述电磁铁的磁极施加不同方向的电能时发生反转，所述第一气囊及所述第二气囊分别布设于所述电磁铁的两磁极侧；所述第一永磁铁固定于所述第一气囊靠近所述电磁铁的外侧，所述第二永磁铁固定于所述第二气囊靠近所述电磁铁的外侧，所述第一永磁铁与所述第二永磁铁的磁性相反；所述测量腔位于所述第二气囊远离所述电磁铁的一侧，所述PH电极及所述EC电极均固定于所述测量腔内；所述第一气囊及所述第二气囊同时与所述测量腔相连通；所述第一气囊还包括净水口，用于将净水导入其内；所述测量腔还包括导水口，用于将待测水导入，或将净水或待测水导出其内；且所述第一气囊的最大形变量小于所述第二气囊的最大形变量。2.根据权利要求1所述的适用于水培系统的传感器，其特征在于，包括第一单向止逆阀及第二单向止逆阀；所述第一单向止逆阀设于所述净水口处以使外界净水向所述第一气囊内水流单向导通，所述第二单向止逆阀设于所述第一气囊与所述测量腔之间以使第一气囊向所述测量腔内水流单向导通。3.根据权利要求1所述的适用于水培系统的传感器，其特征在于，包括第三单向止逆阀；所述第三单向止逆阀设于所述第二气囊与所述测量腔之间以使第二气囊向所述测量腔内水流单向导通。4.根据权利要求1所述的适用于水培系统的传感器，其特征在于，包括：所述第一气囊及所述第二气囊的纵截面均为异型四边形；所述异型四边形中与所述电磁铁的两磁极平行的两边为直线形，剩余两边为折叠形以使所述第一气囊及所述第二气囊均具有沿垂直于所述电磁铁磁极方向压缩形变的自由度。5.根据权利要求1所述的适用于水培系统的传感器，其特征在于，所述PH电极与所述EC电极各一对，同时垂直固定于所述测量腔的内侧壁上。6.一种适用于水培系统的测试方法，其特征在于，包括：判断到达预设的测试频率时，发送第一指令以对所述电磁铁通电，进而使所述电磁铁靠近第一永磁铁的磁极与所述第一永磁铁的磁极相反，使所述电磁铁靠近第二永磁铁的磁极与所述第二永磁铁的磁极相反；所述第一气囊向靠近所述电磁铁方向拉伸形变以使外界净水自所述净水口进入所述第一气囊...

【专利技术属性】
技术研发人员：和楠，杨光飞，
申请(专利权)人：大连凌空数据科技有限公司，
类型：发明
国别省市：