一种瘤胃液酸碱度无线无源传感器及监测系统

1.本发明涉及酸碱度传感器技术领域，尤其涉及一种瘤胃液酸碱度无线无源传感器及监测系统。


背景技术：

2.瘤胃酸中毒是集约化养殖反刍动物的营养代谢病，给反刍动物养殖业造成了巨大的经济损失，对瘤胃液的酸碱度，即ph值进行检测，能够获知反刍动物的健康情况。例如牛瘤胃ph值正常一般稳定在5.5～7.5之间，对牛瘤胃ph值的连续监测，对牛的健康状况掌控具有重要意义。
3.目前，牛瘤胃监测方法通常涉及到对牛瘤胃液的人工采集和处理，一般做法是在牛身体的第13根肋骨与脊骨交接的下方侧位切开一个洞，到牛的瘤胃再切一个洞，然后将牛皮与瘤胃缝合在一起，最后再装一个与瘤胃相通的、直径约15厘米的“法兰筒”，经过这种外科手术的牛俗称“瘘管牛”，不仅手术操作起来很复杂，还会引发牛的各种生理问题，不利于牛的健康。
4.现有技术中，也有通过传感器的形式来监测牛瘤胃ph值，主要两种方式，一种是将传感探头通过手术植入，通过电缆与外部采集系统相连传输信号，但是这种方式需要电缆连接，不便于使用并且亦会伤害牛本身。第二种是将带有无线传输功能的传感器，通过吞服的形式植入牛瘤胃，以无线传输的方式向外输出检测信号，但这种方式依赖于一次性电池供电，限制了使用寿命，并且目前传感器通过使用的敏感探头检测ph值，敏感探头主要是常规玻璃电极，由于吞入后无法取出，终生会留在牛的瘤胃中，因此长期使用存在玻璃电极破碎、电池液泄露等情况对动物健康有巨大的潜在风险。


技术实现要素：

5.本发明提供一种瘤胃液酸碱度无线无源传感器及监测系统，用以解决现有技术在检测瘤胃液酸碱度的过程中，存在危害反刍动物并且受电池供电限制使用寿命的缺陷，实现无线无源检测瘤胃液酸碱度。
6.本发明提供一种瘤胃液酸碱度无线无源传感器，包括：壳体，设置有容腔以及与所述容腔连通的漏液孔；磁致伸缩件，设置于所述容腔中，所述磁致伸缩件用于在外部交变磁场中伸缩振动以产生感应磁通；酸碱度敏感件，设置于所述磁致伸缩件上，所述酸碱度敏感件用于根据接触物质的酸碱度引起形状、质量或体积变化进而改变所述磁致伸缩件的共振频率。
7.根据本发明提供的一种瘤胃液酸碱度无线无源传感器，还包括包裹所述磁致伸缩件的保护层，所述酸碱度敏感件设置于所述保护层上。
8.根据本发明提供的一种瘤胃液酸碱度无线无源传感器，所述酸碱度敏感件包裹所述保护层。
9.根据本发明提供的一种瘤胃液酸碱度无线无源传感器，还包括位于所述容腔中并
且与所述壳体连接的第一定位磁性块。
10.根据本发明提供的一种瘤胃液酸碱度无线无源传感器，所述第一定位磁性块有两块，所述磁致伸缩件呈条状，两块所述第一定位磁性块其中之一靠近所述磁致伸缩件的一端，另一靠近所述磁致伸缩件的另一端，两块所述第一定位磁性块的极性方向一致。
11.本发明还提供监测系统，包括上述的一种瘤胃液酸碱度无线无源传感器，还包括线圈以及监测模块，所述监测模块包括激励单元、检测单元以及控制单元，所述激励单元与所述线圈连接，所述激励单元用于驱使所述线圈产生交变磁场以令所述磁致伸缩件产生感应磁通，所述检测单元与所述线圈连接，所述检测单元用于通过所述线圈检测所述磁致伸缩件的感应磁通，所述控制单元分别与所述激励单元以及所述检测单元连接。
12.根据本发明提供的监测系统，所述检测单元包括锁相放大器以及信号处理单元，所述锁相放大器的参考输入端与所述激励单元连接，所述锁相放大器的检测输入端与所述线圈连接，所述锁相放大器的输出端与所述信号处理单元连接，所述信号处理单元与所述控制单元连接。
13.根据本发明提供的监测系统，所述监测模块还包括无线通信单元，所述无线通信单元与所述控制单元连接，所述无线通信单元用于与外部设备无线通信。
14.根据本发明提供的监测系统，还包括穿戴套件，所述线圈、所述激励单元、所述检测单元、所述控制单元以及所述无线通信单元均设置于所述穿戴套件上。
15.根据本发明提供的监测系统，还包括设置于所述穿戴套件上的光伏发电模块以及蓄电池，所述光伏发电模块与所述蓄电池连接，所述蓄电池分别与所述激励单元、所述检测单元、所述控制单元以及所述无线通信单元连接。
16.根据本发明提供的监测系统，所述壳体连接有第一定位磁性块，所述穿戴套件上设置有第二定位磁性块，所述第二定位磁性块用于吸引或排斥所述第一定位磁性块以使所述磁致伸缩件的长度方向与所述线圈的轴线平行。
17.根据本发明提供的监测系统，还包括设置于所述穿戴套件上的穿戴定位件。
18.本发明提供的一种瘤胃液酸碱度无线无源传感器，至少具有以下有益效果：壳体上设置有漏液孔，在瘤胃内的环境下，胃液能够通过漏液孔进入容腔中，胃液与酸碱度敏感件接触，酸碱度敏感件根据胃液的酸碱度产生对应程度的质量或体积变化，进而改变磁致伸缩件的共振频率。磁致伸缩件在交变磁场中会随着磁场的变化会产生伸缩振动，而磁致伸缩件在伸缩振动时亦会产生磁通，即感应磁通，通过检测感应磁通能够获知磁致伸缩件的当前共振频率，由于共振频率与酸碱度相关，可以根据共振频率获知瘤胃液的酸碱度。以此，利用酸碱度敏感件改变磁致伸缩件的共振频率，同时利用磁致伸缩件在交变磁场中产生感应磁通，能够实现无线检测瘤胃液酸碱度，有利于保护反刍动物，无需依赖电池供电，达到无源检测的效果，并且没有使用电池以及玻璃电极，避免长期使用存在风险，有利于提高安全性。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些
附图获得其他的附图。
20.图1是本发明提供一种瘤胃液酸碱度无线无源传感器其中一种实施例的结构示意图；图2是本发明提供监测系统其中一种实施例的原理框图；图3是本发明提供监测系统其中一种实施例的结构示意图。
21.附图标记：100：壳体；101：容腔；102：漏液孔；110：磁致伸缩件；120：酸碱度敏感件；130：保护层；140：第一定位磁性块；200：线圈；300：监测模块；310：激励单元；320：检测单元；321：锁相放大器；322：信号处理单元；330：控制单元；340：无线通信单元；400：穿戴套件；410：穿戴定位件；500：光伏发电模块；600：蓄电池；700：第二定位磁性块。
具体实施方式
22.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
23.下面结合图1描述本发明的一种瘤胃液酸碱度无线无源传感器，包括：壳体100，设置有容腔101以及与所述容腔101连通的漏液孔102；磁致伸缩件110，设置于所述容腔101中，所述磁致伸缩件110用于在外部交变磁场中伸缩振动以产生感应磁通；酸碱度敏感件120，设置于所述磁致伸缩件110上，所述酸碱度敏感件120用于根据接触物质的酸碱度引起形状、质量或体积变化进而改变所述磁致伸缩件110的共振频率。
24.壳体100上设置有漏液孔102，在瘤胃内的环境下，胃液能够通过漏液孔102进入容腔101中，胃液与酸碱度敏感件120接触，酸碱度敏感件120根据胃液的酸碱度产生对应程度的质量或体积变化，进而改变磁致伸缩件110的共振频率。磁致伸缩件110在交变磁场中会随着磁场的变化会产生伸缩振动，而磁致伸缩件110在伸缩振动时亦会产生磁通，即感应磁通，通过检测感应磁通能够获知磁致伸缩件110的当前共振频率，由于共振频率与酸碱度相关，可以根据共振频率获知瘤胃液的酸碱度。以此，利用酸碱度敏感件120改变磁致伸缩件110的共振频率，同时利用磁致伸缩件110在交变磁场中产生感应磁通，能够实现无线检测瘤胃液酸碱度，有利于保护反刍动物，无需依赖电池供电，达到无源检测的效果，并且没有使用电池以及玻璃电极，避免长期使用存在风险，有利于提高安全性。
25.磁致伸缩件110一般为薄片状，由磁致伸缩材料制成，磁致伸缩材料能够在外加磁场作用下发生尺寸变化，即发生形变伸缩，在交变磁场中会伸缩振动，磁致伸缩材料的磁致伸缩效应源于其晶格结构和自旋排列的变化，在外加磁场的作用下，材料的晶格结构会发生微小的变化，导致材料的尺寸发生纵向伸长或收缩，也可以是横向的膨胀或收缩，具体取决于材料的性质和外加磁场的方向。磁致伸缩材料，一般是稀土金属或过渡金属合金及它们的氧化物或者非晶薄膜合金，如镍、铁、钴及其合金、非晶合金，这些材料的晶体结构和磁性特性，使得它们在磁场的作用下发生磁致伸缩效应。
26.磁致伸缩件110在交变磁场下伸缩振动，会产生感应磁通，当外部交变磁场的频率与磁致伸缩件110的共振频率相同时，磁致伸缩件110的感应磁通最大，据此，可以检测获知
磁致伸缩件110的共振频率。另外，亦可以通过对磁致伸缩件110的感应磁通进行频域分析，进而获知共振频率。
27.酸碱度敏感件120，由酸碱度敏感材料制成，酸碱度敏感材料在与瘤胃的胃酸接触后会发生形状、体积、质量变化，如氯甲基苯乙烯-2,4,5-三氯苯基丙烯酸酯共聚物、丙烯酸和异辛基丙烯酸酯共聚物或者ph水凝胶及其他酸碱度响应材料。以ph水凝胶为例，当ph水凝胶与胃液接触后，因为ph水凝胶的结构中存在酸基团、碱基团，随着酸碱度，即ph值变化，ph水凝胶分子链上的酸基团或碱基团会逐渐电离或质子化，导致分子链之间相对位置改变，进而ph水凝胶的网络结构孔径变化，同时分子间的氢键和范德华力作用也发生改变，最终造成ph水凝胶的体积膨胀或收缩，进而对磁致伸缩件110的共振频率造成影响，一般而言，ph水凝胶膨胀会使磁致伸缩件110的共振频率减小，ph水凝胶收缩会使磁致伸缩件110的共振频率增大。以此，能够将酸碱度与磁致伸缩件110的共振频率关联，通过检测磁致伸缩件110的共振频率能够达到检测酸碱度的效果。
28.壳体100由抗酸抗碱、稳定、不溶于各种有机溶剂的材料制成，以能够在瘤胃的环境中长期稳定存留。在一些实施例中，壳体100可以是由聚四氟乙烯材料制成。壳体100上的漏液孔102在容许胃液进入容腔101的同时，亦能够阻挡大于漏液孔102孔径的未消化草料等物质进入容腔101中，有利于令容腔101中的磁致伸缩件110以及酸碱度敏感件120长期稳定工作。
29.在本发明一种瘤胃液酸碱度无线无源传感器的一些实施例中，所述酸碱度敏感件120由氯甲基苯乙烯-2,4,5-三氯苯基丙烯酸酯共聚物制成。氯甲基苯乙烯-2,4,5-三氯苯基丙烯酸酯共聚物能够降低液体中除氢离子、氢氧根离子外其他无机离子的干扰，有利于提高检测的准确性。
30.参考图1，在本发明一种瘤胃液酸碱度无线无源传感器的一些实施例中，还包括包裹所述磁致伸缩件110的保护层130，所述酸碱度敏感件120设置于所述保护层130上。
31.通过在磁致伸缩件110外包裹保护层130，能够避免磁致伸缩件110与瘤胃中的物质接触，防止磁致伸缩件110被腐蚀，有利于令磁致伸缩件110更加稳定地工作，并且延长磁致伸缩件110的使用寿命。
32.在本发明的一些实施例中，保护层130可以是橡胶材料制成，如三元乙丙橡胶，具有耐酸、耐碱的特性，并且具有一定的弹性，能够减少对磁致伸缩件110在交变磁场中伸缩振动的影响。
33.参考图1，在本发明一种瘤胃液酸碱度无线无源传感器的一些实施例中，所述酸碱度敏感件120包裹所述保护层130。
34.酸碱度敏感件120包裹保护层130，能够增大影响磁致伸缩件110的面积，使得酸碱度敏感件120根据酸碱度发生质量或体积变化时，令磁致伸缩件110共振频率改变更加明显，有利于提高检测的分辨率与准确度。同时，酸碱度敏感件120包裹保护层130，亦能够减少保护层130磨损，保护内部磁致伸缩件110，有利于延长使用寿命。
35.参考图1，在本发明一种瘤胃液酸碱度无线无源传感器的一些实施例中，还包括位于所述容腔101中并且与所述壳体100连接的第一定位磁性块140。
36.通过设置有第一定位磁性块140与壳体100连接，能够通过外部磁场调整壳体100的位置，即调整磁致伸缩件110的位置，令磁致伸缩件110处于所需区域，有利于确保外部交
变磁场对磁致伸缩件110的作用，并且有利于增大磁致伸缩件110的产生的感应磁通，便于检测识别。
37.参考图1，在本发明一种瘤胃液酸碱度无线无源传感器的一些实施例中，所述第一定位磁性块140有两块，所述磁致伸缩件110呈条状，两块所述第一定位磁性块140其中之一靠近所述磁致伸缩件110的一端，另一靠近所述磁致伸缩件110的另一端，两块所述第一定位磁性块140的极性方向一致。
38.第一定位磁性块140有两块，并且分别靠近磁致伸缩件110的两端，两块第一定位磁性块140的极性方向相同，在外部磁铁、磁场的作用下，能够调节壳体100和磁致伸缩件110的姿态，进而能够使磁致伸缩件110的长度方向与外部的交变磁场的磁场线一致，能够增大外部交变磁场对磁致伸缩件110的作用影响。同时令磁致伸缩件110的姿态确定，能够确定感应磁通的磁场线方向，便于对感应磁通进行检测，有利于提高最终对酸碱度检测的准确度。
39.需要说明的是，第一定位磁性块140产生的磁场是静态不变的，对磁致伸缩件110产生的影响是稳定的，而磁致伸缩件110产生的感应磁通是对外部交变磁场的响应，第一定位磁性块140产生的磁场造成的影响可以不考虑。
40.参考图2和图3，本发明还提供监测系统，包括上述任一的一种瘤胃液酸碱度无线无源传感器，还包括线圈200以及监测模块300，所述监测模块300包括激励单元310、检测单元320以及控制单元330，所述激励单元310与所述线圈200连接，所述激励单元310用于驱使所述线圈200产生交变磁场以令所述磁致伸缩件110产生感应磁通，所述检测单元320与所述线圈200连接，所述检测单元320用于通过所述线圈200检测所述磁致伸缩件110的感应磁通，所述控制单元330分别与所述激励单元310以及所述检测单元320连接。
41.在控制单元330的控制下，激励单元310产生激励信号传输至线圈200，使得线圈200在激励信号的作用下产生交变磁场，作用位于反刍动物瘤胃内的磁致伸缩件110，磁致伸缩件110伸缩振动产生感应磁通，感应磁通会在线圈200产生感应电流、电压，即检测信号，检测单元320获取检测信号进行处理分析，能够获知磁致伸缩件110的共振频率。而磁致伸缩件110受到酸碱度敏感件120的影响，磁致伸缩件110的共振频率与酸碱度敏感件120接触到胃液的酸碱度相关联，因此，根据磁致伸缩件110的共振频率，能够获知反刍动物瘤胃中胃液的酸碱度，达到检测瘤胃液酸碱度的效果。以此，利用磁致伸缩件110与线圈200的相互作用，达到无线检测瘤胃液酸碱度的目的，同时位于瘤胃中的磁致伸缩件110与酸碱度敏感件120均不依赖电能工作，能够实现无源检测的效果，无线无源检测，无需损伤反刍动物，有利于保护反刍动物，维护反刍动物的健康，提高检测的安全性。
42.激励单元310可以是包括信号发生器、信号发生电路等器件或电路的实施方式，以产生激励信号令线圈200产生对应的交变磁场。控制单元330可以是包括单片机、嵌入式芯片、fpga等器件的实施方式。在本发明的一些实施例中，控制单元330能够控制激励单元310产生激励信号的频率、幅度、波形等参数。
43.在本发明的一些实施例中，线圈200可以是包括激励线圈以及检测线圈的实施方式，激励单元310与激励线圈连接以产生交变磁场，检测线圈与检测单元320连接，使得检测单元320能够通过检测线圈获取由磁致伸缩件110的感应磁通产生的检测信号。激励线圈具体结构可以是为亥姆霍兹线圈，能够产生均匀磁场，减少磁场不均匀对磁致伸缩件110的影
响，有利于提高检测的准确度。在本发明的一些实施例中，线圈200亦可以为单一线圈，通过开关管等具有切换功能的器件，令单一线圈在激励与检测两种功能之间周期切换，使得单一线圈同时起到激励检测的作用，达到复用的效果。
44.参考图2，在本发明检测装置的一些实施例中，所述检测单元320包括锁相放大器321以及信号处理单元322，所述锁相放大器321的参考输入端与所述激励单元310连接，所述锁相放大器321的检测输入端与所述线圈200连接，所述锁相放大器321的输出端与所述信号处理单元322连接，所述信号处理单元322与所述控制单元330连接。
45.将激励单元310产生的激励信号作为参考信号输入至锁相放大器321的参考输入端，锁相放大器321的检测输入端与线圈200连接，以获取线圈200由磁致伸缩件110的感应磁通产生的检测信号。在线圈200包括激励线圈和检测线圈的情况下，锁相放大器321的检测输入端与检测线圈连接。由于感应磁通的频率与激励信号的频率相对应，检测信号的频率与感应磁通的频率亦相对应，锁相放大器321根据参考信号，即激励信号的频率抑制检测信号中非参考频率的噪声，能够放大检测信号中由磁致伸缩件110的感应磁通导致的分量，有利于抑制噪声干扰。信号处理单元322获取锁相放大器321的输出信号，能够分析处理得到磁致伸缩件110的共振频率。以此，利用锁相放大器321放大检测信号中由磁致伸缩件110的感应磁通导致的分量，便于后续分析获取磁致伸缩件110的共振频率，有利于提高最终得到瘤胃液酸碱度的准确度。
46.信号处理单元322可以是包括单片机、嵌入式芯片、fpga等器件的实施方式，以能够根据锁相放大器321输出的信号进行处理分析获取磁致伸缩件110的共振频率。在本发明的一些实施例中，控制单元330与信号处理单元322在实际电路中可以是为同一器件，即如单片机、嵌入式芯片、fpga等器件同时实现控制功能和信号处理功能。
47.在根据检测信号确定磁致伸缩件110的共振频率过程中，主要分为时域分析和频域分析：时域分析可采用脉冲激励法，即在激励单元310的作用下，激励线圈产生连续正弦脉冲激励磁场，磁致伸缩件110在连续正弦脉冲激励磁场的作用下产生感应磁通，感应磁通令检测线圈产生检测信号，检测信号具体表现为衰减振荡的形式，激励磁场停止时，通过对检测信号衰减振荡的频率进行频谱分析，以获得磁致伸缩件110的共振频率。根据检测信号衰减振荡的频率确定磁致伸缩件110的共振频率，可通过两种方法测定：频率计数或快速傅立叶变换fft，其中频率计数是通过计算在给定时间内检测信号的振荡次数来测定磁致伸缩件110的共振频率，fft是将检测信号从时域信号转换成频域信号，磁致伸缩件110的共振频率为频域信号对应频谱曲线上峰值对应的频率。
48.频域分析通过可调频率的信号发生器驱动激励线圈，信号发生器产生激励信号，逐渐增加激励信号的频率，检测线圈接收激励频率下磁致伸缩件110的感应磁通以产生对应的检测信号，磁致伸缩件110的共振频率为检测信号振幅最大时所对应的频率。
49.参考图2，在本发明检测装置的一些实施例中，所述监测模块300还包括无线通信单元340，所述无线通信单元340与所述控制单元330连接，所述无线通信单元340用于与外部设备无线通信。
50.无线通信单元340与外部设备无线通信，能够通过无线传输的方式，接收来自外部设备的操作信号传输至控制单元330，控制单元330根据操作信号控制激励单元310调节产
生激励信号的频率、幅度、波形等，无线通信单元340亦能够通过控制器从检测单元320获取共振频率信息传输至外部设备，方便外部设备汇集。以此通过设置有无线通信单元340，能够达到远程控制、远程监测的效果。
51.无线通信单元340可以是包括wifi芯片、蓝牙芯片、射频芯片、无线通信电路模组等能够实现无线通信功能的芯片或电路模组的实施方式。
52.参考图3，在本发明检测装置的一些实施例中，还包括穿戴套件400，所述线圈200以及所述监测模块300设置于所述穿戴套件400上。
53.将穿戴套件400穿戴在反刍动物身上，能够方便将线圈200以及监测模块300固定在反刍动物身上，便于长期对反刍动物的瘤胃液酸碱度进行监测，有利于令使用更加便捷。
54.穿戴套件400可以是包括衣装、固定橡胶圈等物件的实施方式。
55.在本发明检测装置的一些实施例中，还包括设置于所述穿戴套件400上的光伏发电模块500以及蓄电池600，所述光伏发电模块500与所述蓄电池600连接，所述蓄电池600分别与所述激励单元310、所述检测单元320、所述控制单元330以及所述无线通信单元340连接。
56.蓄电池600对激励单元310、检测单元320、控制单元330以及无线通信单元340供电，以维持激励单元310、检测单元320、控制单元330以及无线通信单元340正常稳定工作，光伏发电模块500能够将太阳能转换为电能，能够利用反刍动物在阳光下活动的时间对蓄电池600进行充电，有利于充分利用环境资源，节约能源。
57.光伏发电模块500可以是包括光伏板以及充电电路的实施方式，光伏板通过充电电路与蓄电池600连接。
58.参考图3，在本发明检测装置的一些实施例中，所述壳体100连接有第一定位磁性块140，所述穿戴套件400上设置有第二定位磁性块700，所述第二定位磁性块700用于吸引或排斥所述第一定位磁性块140以使所述磁致伸缩件110的长度方向与所述线圈200的轴线平行。
59.壳体100连接有第一定位磁性块140，通过在穿戴套件400上设置有第二定位磁性块700，第二定位磁性块700与第一定位磁性块140相互吸引、排斥，使得壳体100位于所需位置，同时调节壳体100内磁致伸缩件110的位置和姿态，令磁致伸缩件110的长度方向与线圈200的轴向平行，有利于线圈200在激励单元310作用下产生的交变磁场对磁致伸缩件110的影响最大化，同时亦能使磁致伸缩件110产生的感应磁通对线圈200产生的检测信号强度最大化，便于检测单元320获取。以此结构，能够增强使线圈200与磁致伸缩件110的相互作用，提高对瘤胃液酸碱度检测的准确度。
60.参考图3，在本发明的一些实施例中，第二定位磁性块700有两块，两块所述第二定位磁性块700其中之一靠近线圈200的一端，另一靠近线圈的另一端。
61.参考图3，在本发明检测装置的一些实施例中，还包括设置于所述穿戴套件400上的穿戴定位件410。
62.通过在穿戴套件400上设置有穿戴定位件410，在把穿戴套件400为反刍动物穿戴过程中，将穿戴定位件410与反刍动物的部分相对应，能够维持线圈200的相对反刍动物相对位置的稳定性，有利于减少位置变化对检测造成的影响，提高检测的准确性。
63.穿戴定位件410可以包括标志块、套圈等物件的实施方式。
64.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种瘤胃液酸碱度无线无源传感器，其特征在于：包括：壳体（100），设置有容腔（101）以及与所述容腔（101）连通的漏液孔（102）；磁致伸缩件（110），设置于所述容腔（101）中，所述磁致伸缩件（110）用于在外部交变磁场中伸缩振动以产生感应磁通；酸碱度敏感件（120），设置于所述磁致伸缩件（110）上，所述酸碱度敏感件（120）用于根据接触物质的酸碱度引起形状、质量或体积变化进而改变所述磁致伸缩件（110）的共振频率。2.根据权利要求1所述的一种瘤胃液酸碱度无线无源传感器，其特征在于：还包括包裹所述磁致伸缩件（110）的保护层（130），所述酸碱度敏感件（120）设置于所述保护层（130）上。3.根据权利要求2所述的一种瘤胃液酸碱度无线无源传感器，其特征在于：所述酸碱度敏感件（120）包裹所述保护层（130）。4.根据权利要求1至3任一权利要求所述的一种瘤胃液酸碱度无线无源传感器，其特征在于：还包括位于所述容腔（101）中并且与所述壳体（100）连接的第一定位磁性块（140）。5.根据权利要求4所述的一种瘤胃液酸碱度无线无源传感器，其特征在于：所述第一定位磁性块（140）有两块，所述磁致伸缩件（110）呈条状，两块所述第一定位磁性块（140）其中之一靠近所述磁致伸缩件（110）的一端，另一靠近所述磁致伸缩件（110）的另一端，两块所述第一定位磁性块（140）的极性方向一致。6.监测系统，其特征在于：包括如权利要求1至5任一权利要求所述的一种瘤胃液酸碱度无线无源传感器，还包括线圈（200）以及监测模块（300），所述监测模块（300）包括激励单元（310）、检测单元（320）以及控制单元（330），所述激励单元（310）与所述线圈（200）连接，所述激励单元（310）用于驱使所述线圈（200）产生交变磁场以令所述磁致伸缩件（110）产生感应磁通，所述检测单元（320）与所述线圈（200）连接，所述检测单元（320）用于通过所述线圈（200）检测所述磁致伸缩件（110）的感应磁通，所述控制单元（330）分别与所述激励单元（310）以及所述检测单元（320）连接。7.根据权利要求6所述的监测系统，其特征在于：所述检测单元（320）包括锁相放大器（321）以及信号处理单元（322），所述锁相放大器（321）的参考输入端与所述激励单元（310）连接，所述锁相放大器（321）的检测输入端与所述线圈（200）连接，所述锁相放大器（321）的输出端与所述信号处理单元（322）连接，所述信号处理单元（322）与所述控制单元（330）连接。8.根据权利要求6或7所述的监测系统，其特征在于：所述监测模块（300）还包括无线通信单元（340），所述无线通信单元（340）与所述控制单元（330）连接，所述无线通信单元（340）用于与外部设备无线通信。9.根据权利要求8所述的监测系统，其特征在于：还包括穿戴套件（400），所述线圈（200）以及所述监测模块（300）设置于所述穿戴套件（400）上。10.根据权利要求9所述的监测系统，其特征在于：还包括设置于所述穿戴套件（400）上的光伏发电模块（500）以及蓄电池（600），所述光伏发电模块（500）与所述蓄电池（600）连接，所述蓄电池（600）分别与所述激励单元（310）、所述检测单元（320）、所述控制单元（330）以及所述无线通信单元（340）连接。
11.根据权利要求9所述的监测系统，其特征在于：所述壳体（100）连接有第一定位磁性块（140），所述穿戴套件（400）上设置有第二定位磁性块（700），所述第二定位磁性块（700）用于吸引或排斥所述第一定位磁性块（140）以使所述磁致伸缩件（110）的长度方向与所述线圈（200）的轴线平行。12.根据权利要求9所述的监测系统，其特征在于：还包括设置于所述穿戴套件（400）上的穿戴定位件（410）。

技术总结
本发明提供一种瘤胃液酸碱度无线无源传感器及监测系统，涉及酸碱度传感器技术领域，所述一种瘤胃液酸碱度无线无源传感器，包括：壳体，设置有容腔以及与容腔连通的漏液孔；磁致伸缩件，设置于容腔中，磁致伸缩件用于在外部交变磁场中伸缩振动以产生感应磁通；酸碱度敏感件，设置于磁致伸缩件上，酸碱度敏感件用于根据接触物质的酸碱度引起形状、质量或体积变化进而改变磁致伸缩件的共振频率。利用酸碱度敏感件改变磁致伸缩件的共振频率，同时利用磁致伸缩件在交变磁场中产生感应磁通，实现无线检测瘤胃液酸碱度，有利于保护反刍动物，无需依赖电池供电，达到无源检测的效果，没有使用电池以及玻璃电极，避免长期使用存在风险，有利于提高安全性。有利于提高安全性。有利于提高安全性。


技术研发人员：赵贤德 董大明 矫雷子 田宏武 邢振 马世祥
受保护的技术使用者：北京市农林科学院智能装备技术研究中心
技术研发日：2023.06.16
技术公布日：2023/7/22