知己知彼—— 技术宅谈传感器 |
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2016-12-29 10:31:00 水产养殖网 出处：循环水黑匣子
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小梁咽了口唾沫，熟练的摸过工具箱，向着瑟瑟发抖的传感器走去。
—— 一个技术宅的日常
传感器模块对于循环水系统的重要性就好比感觉器官对人身体的重要性。正是因为灵敏准确的感觉器官，才能使人对周遭环境的变化做出相应的调整，循环水系统也是一个道理。
今天小梁师傅终于得空向觊觎已久的传感器下手了。
材料：Oxyguard（欧士卡） Atlantic B07，螺丝刀，摇表，蜂鸣器，继电器，眼镜，小梁师傅的手
产品构成：
一般传感器在线监测模块由两部分构成，一个是探头本身，一个是数据变送器。
探头在水中检测水质参数的变化，并将这种变化翻译成毫伏级别的模拟信号传入变送器，变送器再将模拟信号转换成标准的4-20 mA或者 0-20 mA 的输出信号或者继电器信号。这种输出信号就可以被采集并进行反馈，比如显示具体的参数值，或者控制水泵，阀门，也可以发出警报等等。
这台Atlantic B07包含了这两部分功能，同时配有4个继电输出。我们在测试的时候，将两个继电输出分配给溶解氧测量值，将另外两个继电输出分配给温度值。每两个继电输出一个用于控制设备，一个用于警报，刚刚好。
测量参数：
这台设备包含氧气和温度两个关键数据的测量。温度测量补偿和大气压补偿使溶解氧的测量值更为精确。氧气值可以在mg/l和%两个不同的单位进行换算显示。溶解氧的测量范围在0-20mg/l，测量值可以精确到0.01mg/l。对于一般养殖上来说，0.1mg/l的精确度就足够用了。
滞后设定：
在自动控制的过程中，滞后设定是一个很关键的功能。大概原理是这样：比如当溶解氧低于4mg/l的时候，系统会警报。但当溶解氧恢复到4mg/l的时候，警报不会停止，而是到4.1mg/l或4.2mg/l的时候才会停止。这个设定叫做滞后设定，这样设计是因为参数可能会在一个临界值波动，而如果不添加滞后设定，控制设备或者警报可能会频繁的启停，并造成损坏。
校准功能：
探头的精准性是衡量一台传感器的关键指标。但是无论多好的探头，随着使用环境的变化和时间的累积，都会出现偏差的情况。而好与坏的区别在于数值偏差的大小和校准的周期。周期越长的自然是越好。这款B07的校准倒是很简单，只需要放到空气中，按校准键，其他的都自己搞定了。
警报功能：
在测试的时候才发现，这台传感器本身就具备蜂鸣器警报的功能。也就是说当水质参数异常的时候，数据变送器本身就可以发出警报。但是由于一般养殖厂的车间都比较空旷，而且系统设备区域也会比较嘈杂，所以安装一个大功率的警报器还是必要的。
测试监测和控制功能：
我们这次需要实现的功能如下：
第一组：当系统中氧气低于6.0mg/l的时候，系统启动补气阀。当氧气回归于到8.0mg/l的时候，补气阀门关闭。当氧气低于5.0mg/l的时候，启动警报，当氧气回归至5.5mg/l的时候，警报关闭。
第二组：当系统中温度低于18摄氏度的时候，系统发出警报。当温度回归至18.5的时候，警报停止。当系统中温度高于22摄氏度的时候，系统发出警报，当温度回归至21.5的时候，警报停止。
我们模拟了一个简单的控制回路。测试证明，一切都可以按照我们预想的那样设定和操作。也就是说这一台设备解决了溶解氧和温度的监测和控制两个功能，省去了PLC以及其他控制器等繁琐的设备。
后记：
在我们伟伦万特的循环水系统中就配备了丹麦欧士卡的传感器模块。我们看重的不仅是欧士卡多年来在水产领域积累的良好口碑，更是对其质量和性能的信任。国内的传感器品牌鱼龙混杂，参差不齐，价格相差几倍甚至几十倍。但我们始终相信，优质是有价格的。如果养殖是一场战争，那么一个好的侦察兵才能让你在战场上洞悉敌情，快速准确的做出反应。
循环水系统中可以检测的水质参数有很多，如果每个都去测量或者做在线监测的话，不仅繁琐，而且成本也很高。根据个人使用循环水系统的经验，我做了个水质参数监测的简表供大家参考：
（感谢丹麦欧士卡中国总代理瀚海水产科技丘总提供测试产品）
我是小梁，我是技术宅。
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