本实用新型专利技术公开了一种稻田水位监测装置，包括一对相对位置固定且具有导电性的极板、直流稳压电源、继电器、第一采样电阻、单片机，极板包括第一极板和第二极板，第一极板一端与直流稳压电源正端电连接，第二极板一端与第一采样电阻一端电连接，并与单片机电连接，第一采样电阻另一端与继电器开关一端电连接，继电器开关另一端与直流稳压电源负极电连接，继电器与单片机电连接，通过极板及第一采样电阻设计，精准测得水位高度，另外设置了电导率仪或微极板进行电导率检测，完成电导率校正，并设置水温计进行水温检测，完成水温校正，使监测数据更加准确，单片机通过人机接口或输入输出接口能够完成检测过程中所需数据的录入、传输与显示。与显示。与显示。
【技术实现步骤摘要】
一种稻田水位监测装置
[0001]本技术涉及水位监测装置领域，特别涉及一种稻田水位监测装置。
技术介绍
[0002]当前水位测量领域中的传感技术主要分为压力式、声光式和图像识别法。压力式传感器是利用压力膜片在水中受到的压力对水位变化而变化的特性进行测量的，其精度一般能达到3mm，量程一般在1m以上，属于接触式传感器，测量精度较好，适用于较多水位监测场景；声光式传感器是利用声波或光波在水面反射后的时间或相位变化来计算声光源与水面的距离，进而转化为水位值，其测量精度能达到几毫米，量程一般都在几米或十几米以上，属于非接触式传感器，适用于具有放射性、腐蚀性和非导电性等液体的水位测量；图像识别法利用图像处理技术识别水位，也属于非接触式水位测量技术，其精度取决于量程范围和图像分辨率，以及图像处理算法的可靠性，一般而言拍摄的水位图像量程范围越大，拍摄视角越大，相机像素一定时，图像上的空间分辨率越低，水位测量分辨率就越低，反之若量程范围较小则可提高测量分辨率，可实现较高精度的测量，但是这种技术依赖于相机像素和算法可靠性，成本较高。
[0003]在稻田水位监测领域，目前较多采用压力式传感器和声光式传感器，压力式传感器在稻田中长时间放置时，稻田中的泥沙等沉积物容易堵塞压力膜片而使得测量不准确，声光式传感器需要在田间架设稳定固定杆且成本较高，此外还影响田间机械作业，不宜大量使用。
[0004]随着我国农业老龄化问题的日益突出和农业种植规模化集约化生产模式的推进，实现田间灌溉与排水精准控制的需求越来越迫切，其中水位监测是实现农田精准灌溉与排水的重要依据。目前市场主要的水位传感器还不能满足稻田水位监测低成本、低功耗、高可靠性、高精度的需求，迫切需要一种新型监测装置，来满足稻田复杂环境下小量程高精度水位测量的需求。
技术实现思路
[0005]技术目的：本技术的目的是提供一种低功耗低成本的稻田水位精准监测装置，以解决上述技术问题。
[0006]技术方案：本技术提供的一种稻田水位监测装置，包括一对相对位置固定的极板、直流稳压电源、第一继电器、第一采样电阻、单片机，所述极板包括第一极板和第二极板，所述第一极板一端与直流稳压电源的正端电连接，所述第二极板的一端与第一采样电阻一端电连接，并与所述单片机电连接，所述第一采样电阻另一端与第一继电器开关一端电连接，所述第一继电器开关另一端与直流稳压电源负极电连接，所述第一继电器与所述单片机电连接，所述极板具有导电性。
[0007]进一步的，所述单片机设有计时器模块。
[0008]进一步的，所述第一极板和第二极板底部齐平。
[0009]进一步的，还包括电导率仪，所述电导率仪与所述单片机电连接。
[0010]进一步的，还包括相对位置固定的一对微极板，所述微极板包括第一微极板和第二微极板，所述第一微极板一端与直流稳压电源的正端电连接，所述第二微极板的一端与第二采样电阻一端电连接，并与所述单片机电连接，第二采样电阻另一端与第二继电器开关一端电连接，第二继电器开关另一端与直流稳压电源负极电连接，第二继电器与单片机电连接，所述微极板具有导电性。
[0011]进一步的，第二继电器可以与第一继电器合并采用同一个。
[0012]进一步的，所述微极板的尺寸不大于5
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5mm，所述第一微极板和第二微极板间距不大于20mm。
[0013]进一步的，还包括水温计，所述水温计与单片机电连接。
[0014]进一步的，所述极板表面为导电性良好且稳定性强的材质或涂层，可以是石墨或金属。
[0015]进一步的，所述微极板表面为导电性良好且稳定性强的材质或涂层，可以是石墨或金属。
[0016]有益效果：与现有技术相比，本技术具有如下优点：
[0017](1)通过测量电压反演稻田水位，实现了稻田水位的精准测量；
[0018](2)通过电导率仪和/或微极板的设置，进行电导率修正，进一步提高测量精度；
[0019](3)通过水温计的设置，进行温度校正，进一步提高测量精度；
[0020](4)本技术所提供的装置测量范围能够达到极板垂直水面高度的120％；
[0021](5)同时，本技术所提供的装置还具有成本低、功耗低、体积小等优点。
附图说明
[0022]图1为本技术第一实施例的结构示意图；
[0023]图2为本技术第二实施例的结构示意图。
具体实施方式
[0024]下面结合附图对本技术的技术方案作进一步说明。
[0025]实施例1
[0026]本技术的一种稻田水位监测装置，如图1所示，包括一对相对位置固定、底部齐平且具有导电性的极板1、直流稳压电源2、第一继电器3、第一采样电阻4、单片机5、电导率仪6、水温计10，极板1包括第一极板101和第二极板102，第一极板101一端与直流稳压电源2的正端电连接，第二极板102的一端与第一采样电阻4一端电连接，并与单片机5电连接，第一采样电阻4另一端与第一继电器3开关一端电连接，第一继电器3开关另一端与直流稳压电源负极电连接，第一继电器3与单片机5电连接，单片机5设有计时器模块，电导率仪6与单片机5电连接，水温计10与单片机5电连接。
[0027]测量前，将极板1放置于待测稻田田面，极板1长度方向与稻田田面垂直，基于极板长度为20cm，本装置水位测量范围是0～24cm，底部与测量起点对齐，稻田水层变化时第一极板101和第二极板102浸没在水中的面积均发生相应变化；采样时，单片机5控制器控制第一继电器3闭合后开启计时器，延时固定时间后采集第一采样电阻4两端的电压，进而计算
得到极板浸没在稻田水层中的长度，即为田面水位深度。通过电导率仪6测得电导率值并传输至单片机5，带入由多次试验获得的不同电导率下的电压
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水位校准曲线，采用插值算法计算实测水位值，进行电导率校正。水温计10设置于极板1相近位置的水中，通过水温计10测得水温值并传输至单片机5，带入由多次试验获得的相同电导率不同水温下的电压
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(水位，电导率)校准曲面，采用插值算法计算实测水位值进行水温校正。本实施例中在通过极板1及第一采样电阻4的设计，测得水位高度，另外还设置了电导率仪6和水温计10分别进行电导率与水温的检测，从而完成电导率与水温的校正，使得监测数据更加准确，同时设置单片机5，单片机5通过人机接口或输入输出接口能够完成检测过程中所需数据的录入、传输与显示。
[0028]实施例2
[0029]本技术的一种稻田水位监测装置，如图2所示，包括一对相对位置固定、底部齐平且具有导电性的极板1、直流稳压电源2、第一继电器3、第一采样电阻4、单片机5、微极板7、第二采样电阻8、第二继电器9、水温计10，极板1包括第一极板101和第二极板102，第一极板101一端与直流稳压电源2的正端电连接，第二极板102的一端与第一采样电阻4一端电连接，并与单片机5本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种稻田水位监测装置，其特征在于，包括一对相对位置固定的极板(1)、直流稳压电源(2)、第一继电器(3)、第一采样电阻(4)、单片机(5)，所述极板(1)包括第一极板(101)和第二极板(102)，所述第一极板(101)一端与直流稳压电源(2)的正端电连接，所述第二极板(102)的一端与第一采样电阻(4)一端电连接，并与所述单片机(5)电连接，所述第一采样电阻(4)另一端与第一继电器(3)开关一端电连接，所述第一继电器(3)开关另一端与直流稳压电源负极电连接，所述第一继电器(3)与所述单片机(5)电连接，所述极板(1)具有导电性。2.根据权利要求1所述的一种稻田水位监测装置，其特征在于，所述单片机(5)设有计时器模块。3.根据权利要求1所述的一种稻田水位监测装置，其特征在于，所述第一极板(101)和第二极板(102)底部齐平。4.根据权利要求1所述的一种稻田水位监测装置，其特征在于，还包括电导率仪(6)，所述电导率仪(6)与所述单片机(5)电连接。5.根据权利要求1所述的一种稻田水位监测装置，其特征在于，还包括相对位置固定的一对微极板(7)，所述微极板(7)包括第一微极板(701)和第二微极板(702)，所述第一...
【专利技术属性】
技术研发人员：顾哲，缴锡云，李帆，高漭，韩舒洋，张恒，李江，郭维华，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：新型
国别省市：
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