一種新型的土壤水分傳感器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于土壤水分傳感器技術領域，具體涉及一種新型的土壤水分傳感器。
【背景技術】
[0002]水是現代工業(yè)和農業(yè)生產的重要資源，是國民經濟的命脈，也是社會發(fā)展和經濟進步的重要因素。20世紀50年代以后，全球水資源狀況迅速惡化，水污染日趨嚴重。因此，節(jié)約用水、合理高效用水受到世界各國越來越多的重視。作為農業(yè)大國，我國農業(yè)用水量約占社會總用水量的80%以上，但是目前我國灌溉用水的有效利用率在40%左右，而發(fā)達國家已達到80%?90% ;如果將現有灌溉用水有效利用率提高10% — 20%，則每年我國可節(jié)約水量約350?700億立方米，另外農業(yè)水生產效率低使得我國每立方米水的糧食生產能力不足lkg，而發(fā)達國家已經達到2.35kg。因此，在農業(yè)生產中根據實測的具體土壤水分狀況大力發(fā)展節(jié)水灌溉，對我國提高農業(yè)用水效率、緩解我國水資源危機，意義重大。
[0003]土壤水分的測量能及時了解土壤墑情，對節(jié)水灌溉起著重要的前導性作用，是現代精細農業(yè)技術的重要基礎。但現代土壤水分傳感器具有以下缺陷:
[0004]1、現有技術采用多個傳感器穿插布置進行測量，布設困難、費時費力，前期工作量相當大;2、長期連續(xù)測量，探針容易腐蝕，影響測量精度。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型的目的在于解決上述的技術問題而提供一種新型的土壤水分傳感器。
[0006]為實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案:
[0007]—種新型的土壤水分傳感器，包括多個傳感器，所述多個傳感器固定安裝于一個殼體中，所述多個傳感器間隔設置且所述多個傳感器的探針自所述殼體的側壁上一側的探針孔中伸出，所述殼體上預制有刻度，所述多個傳感器的信號線自所述殼體內引出。
[0008]所述多個傳感器的間隔區(qū)域內填充有硅膠材料。
[0009]所述殼體包括一個一端封閉的槽體以及一個用于將所述槽體的開口端蓋住的蓋體，所述槽體上設有一個插片，所述插片插裝在所述探針孔的相對側。
[0010]所述殼體采用SMC材料制成。
[0011 ]所述探針采用不銹鋼材料制成。
[0012]所述傳感器為4個。
[0013]本實用新型通過將多個傳感器固定安裝于一個殼體中，所述多個傳感器間隔設置且所述多個傳感器的探針自所述殼體的側壁上一側的探針孔中伸出，所述殼體上預制有刻度，所述多個傳感器的信號線自所述殼體內引出，可以方便測量時傳感器的布置，從而解決了在測量時布設困難、費時費力，前期工作量相當大，而且會導致測量精度的不準確。
【附圖說明】
[0014]圖1所示為本實用新型實施例提供的土壤水分傳感器的硬件原理結構示意圖；
[0015]圖2所示為本實用新型實施例提供的土壤水分傳感器的外殼的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0016]下面，結合實例對本實用新型的實質性特點和優(yōu)勢作進一步的說明，但本實用新型并不局限于所列的實施例。
[0017]請參閱圖1?2所示，一種新型的土壤水分傳感器，包括有MCU控制器，與所述M⑶控制器連接的數據存儲模塊、電流模塊、接口電源、信號調理電路、鍵盤以及備用端口，所述電流模塊給所述MCU控制器供電，并包括通過信號線而與所述信號調理電路相連接的安裝在傳感器節(jié)點位置的多個傳感器I，所述多個傳感器固定安裝于一個殼體2中，所述多個傳感器間隔設置且所述多個傳感器的探針11自所述殼體的側壁上一側的探針孔中伸出，所述殼體上預制有刻度，所述多個傳感器的信號線12自所述殼體2內引出。
[0018]其中，所述多個傳感器的間隔區(qū)域內填充有硅膠材料。
[0019]進一步的，所述殼體包括一個一端封閉的槽體，以及一個用于將所述槽體的開口端蓋住的蓋體21，封閉端具有便于插入土壤中固定該殼體的錐形部22，所述槽體上設有一個插片，所述插片插裝在所述探針孔的相對側，所述殼體類似于一個抽屜的結構。
[0020]其中，所述殼體采用SMC材料制成。
[0021 ]其中，所述探針采用不銹鋼材料制成。
[0022]較優(yōu)的，所述傳感器為4個。
[0023]由于在安裝過成中首先是對土壤的撅起，這會導致使土壤刨面的不均勻，而直接采用探針插入的方法在插入傳感器時需要對土壤的深度進行測量，顯然這樣測量的結果是不精確的。這樣不但布設困難、費時費力，前期工作量相當大，而且會導致測量精度的不準確。因此，本新型采用外殼固定的方法將傳感器固定住進行測量，從而解決了上述的技術問題。
[0024]使用時，將多個傳感器，如4個傳感器用外殼固定住，傳感器外殼上已分別標有相應的刻度，如1 Cm、2 O Cm、3 O Cm、4O Cm刻度，這樣減少了在現場對土壤刨面的測量，更加準確快而且以更高的效率安裝好土壤水分傳感器。
[0025]同時，本新型由于采用外殼將傳感器固定住，因而，還具有以下優(yōu)點:
[0026]I)保護了傳感器的安全。
[0027]2)避免了安裝錯位導致的數據不準確。
[0028]3)避免了運行過程中的人為干預。
[0029 ] 4)外殼使用SMC材料制成，這種材料具有良好的抗沖擊、抗彎曲強度、高耐磨擦性、高耐腐蝕性、破損安全性好。既保證了測量的精度又對傳感器進行了后期的保護而且還大大減少了工作量。
[0030]進一步的，本新型土壤水分傳感器采用不銹鋼探針，該不銹鋼探針具有一定的防腐蝕能力，在這基礎上，同時在不銹鋼探針的表面附有SMC材料，這種材料有絕對的密封防水性能、防腐蝕性能使傳感器可長期埋于土壤中使用，不會生銹，很大程度上提高了傳感器的使用壽命。
[0031]進一步的，本新型土壤水分傳感器還具有電源輸入防反接保護電路，該電源輸入防反接電路可以是利用二極管的單向導電性來實現防反接保護的，當電源通過全橋整流電路調整輸出以保證電源極性的正確。
[0032]需要說明的是，在使用頻率法測定水分含量時，采用高頻振蕩法(FDR)的傳感器所發(fā)出的頻率的高低影響傳感器的測量精度。發(fā)出更高的頻率會使測量的精度更高，但考慮穩(wěn)定測量的前提下，在本次的設計中，經過大量進行實驗對比，我們采用的傳感器的工作頻率從原來1001&到150扭^。
[0033]在原有技術中，工作頻率為10Mhz時傳感器的測量精度能達到±3%，如經特定土壤標定后最終經度能達到土 2%，為了提高測量精度，本實用新型中該傳感器在工作頻率為150Mhz時，精度就能達到2%，如經過土壤測定后精度能達到1%。
[0034]在測量范圍方面:在原有技術中，傳感器對土壤的感應范圍為直徑125毫米、高為200毫米的圓柱體。本實用新型中在工作頻率為150Mhz時傳感器的對土壤的感應范圍為直徑425毫米，高為400毫米的圓柱體，相當于原有技術感應范圍的2—3倍。這使傳感器成功解決了由于測量頻率限制導致測量范圍小，測量精度不高的問題。
[0035]綜上可以看出，本新型的優(yōu)點如下:
[0036]1、傳感器的測量精度得到很大的提高；
[0037]2、探針長度足夠長，密封性好，耐腐蝕能長期穩(wěn)定測量當地土壤含水量；
[0038]3、測量面積范圍廣，大大減小了工作量；
[0039 ] 4、測量精度高，響應速度快、互換性好；
[0040]5、具備電源反接保護功能。
[0041]本實用新型該傳感器可連續(xù)定點、實時監(jiān)測土壤剖面的動態(tài)含水量，準確掌握土壤水分空間立體分布情況，為最佳灌溉時機及閾值的選擇和精確灌溉制度的制定提供策略，實現節(jié)水灌溉，從而提高農作物產量和品質，獲得最佳社會經濟效益。
[0042]盡管這里參照本實用新型的多個解釋性實施例對本實用新型進行了描述，但是，應該理解，本領域技術人員可以設計出很多其他的修改和實施方式，這些修改和實施方式將落在本申請公開的原則范圍和精神之內。
[0043]更具體地說，在本申請公開、附圖和權利要求的范圍內，可以對主題組合布局的組成部件和/或布局進行多種變型和改進。除了對組成部件和/或布局進行的變型和改進外，對于本領域技術人員來說，其他的用途也將是明顯的。
【主權項】
1.一種新型的土壤水分傳感器，其特征在于，包括多個傳感器，所述多個傳感器固定安裝于一個殼體中，所述多個傳感器間隔設置且所述多個傳感器的探針自所述殼體的側壁上一側的探針孔中伸出，所述殼體上預制有刻度，所述多個傳感器的信號線自所述殼體內引出。2.如權利要求1所述土壤水分傳感器，其特征在于，所述多個傳感器的間隔區(qū)域內填充有硅膠材料。3.如權利要求2所述土壤水分傳感器，其特征在于，所述殼體包括一個一端封閉的槽體以及一個用于將所述槽體的開口端蓋住的蓋體，所述槽體上設有一個插片，所述插片插裝在所述探針孔的相對側。4.如權利要求1或3所述土壤水分傳感器，其特征在于，所述殼體采用SMC材料制成。5.如權利要求1所述土壤水分傳感器，其特征在于，所述探針采用不銹鋼材料制成。6.如權利要求1或3所述土壤水分傳感器，其特征在于，所述傳感器為4個。
【專利摘要】本實用新型涉及一種新型的土壤水分傳感器，包括多個傳感器，所述多個傳感器固定安裝于一個殼體中，所述多個傳感器間隔設置且所述多個傳感器的探針自所述殼體的側壁上一側的探針孔中伸出，所述殼體上預制有刻度，所述多個傳感器的信號線自所述殼體內引出。本實用新型通過將多個傳感器固定安裝于一個殼體中，所述多個傳感器間隔設置且所述多個傳感器的探針自所述殼體的側壁上一側的探針孔中伸出，所述殼體上預制有刻度，可以方便測量時傳感器的布置，從而解決了在測量時布設困難、費時費力，前期工作量相當大，而且會導致測量精度的不準確。
【IPC分類】G01N27/00
【公開號】CN205246586
【申請?zhí)枴緾N201521129422
【發(fā)明人】朱和政
【申請人】河北澤潤信息科技有限公司
【公開日】2016年5月18日
【申請日】2015年12月29日