一种土壤水分分层速测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种土壤水分分层速测装置，属于土壤检测技术领域，包括移动终端、无线信号发射器和土壤水分传感器，土壤水分传感器为插针式土壤水分传感器，包括：外套筒，中心旋转杆，传感器探针，通讯和供电电缆，传动杆和传动齿轮；传感器探针与通讯和供电电缆相连接，传感器探针固定在绝缘板上并与传动杆固接，传动杆与传动齿轮齿接，传动齿轮与中心旋转杆固接，中心旋转杆与外套筒固接，通讯和供电电缆的另一端与无线信号发射器插接，外套筒在传感器探针一侧设有开孔。本实用新型专利技术实现不同深度土层的土壤水分测量的检测，可用于检测深度较深的土体水分含量，相对于挖掘深坑、人工安装探针方式，减小地表破坏强度，且更具安全性。

A speed measuring device for soil water stratification

The utility model relates to a soil moisture stratification speed measuring device, which belongs to the field of soil detection technology, including a mobile terminal, a wireless signal transmitter and a soil moisture sensor. The soil moisture sensor is a needle type soil moisture sensor, including an outer sleeve, a central rotating rod, a sensor probe, a communication and a power supply cable. The transmission rod and transmission gear; the sensor probe is connected with the communication and power supply cable, the sensor probe is fixed on the insulation board and fixed with the transmission rod, the transmission rod is connected with the transmission gear, the transmission gear is fixed with the central rotating rod, the central rotating rod is fixed with the outer sleeve, the other end of the communication and power supply cable and the wireless signal The outer sleeve is provided with a hole on the side of the sensor probe. The utility model can detect the soil moisture measurement of different depth soil layers, and can be used to detect the soil moisture content of deep depth. Compared with the excavation of deep pit and artificial installation probe, the surface damage intensity is reduced and the soil moisture content is more safe.

【技术实现步骤摘要】
一种土壤水分分层速测装置
本技术涉及一种土壤水分分层速测装置，可以对较深的土壤检测深度实现快速、安全的安装。本技术属于土壤检测

技术介绍
土壤水分自动测量技术广泛应用于农业、水利、气象、林业和生态等重要的监测项目中。土壤水分测量技术是节水抗旱实施的重要技术保障，对农、林、牧业的区域规划有重大意义。便携插管式土壤水分测量传感器是实现变量灌溉、墒情监测的重要技术手段。目前国内外土壤水分自动测量的方法有很多种，利用土壤的介电特性来测量土壤含水量是一种有效、快速、简便且可靠的方法。其中TDR(TimeDomainReflectometry)时域反射法和FDR(FrequencyDomainReflectometry)频域反射法、驻波法等测量方法都属于基于土壤介电特性的土壤水分测量方法，并在土壤水分自动测量领域得到了广泛应用。便携插管式土壤水分传感器是基于FDR高频电子技术，通过测量土壤的介电常数对不同深度剖面土壤的含水量进行测量。传统的土壤水分测量传感器利用探针直接与土壤接触的方式检测土壤的含水量，这种测量方式操作比较简单且能够实现土壤水分的实时自动测量。这种测量方式存在以下弊端：只能进行单点测量，如果测量不同深度的土壤水分，必须挖开土壤剖面进行传感器的分层埋设，工程量大，不易维护，而且需要土壤自然沉降和仪器稳定的过程，大面积推广难度较大；其次这类传感器在使用过程中必须长期掩埋在土壤内，其金属探针易腐蚀，必然导致测量精度下降。插管式土壤水分传感器虽然克服了上述问题，可其体积大，携带、安装不便，铜环电容成本高，防水结构繁琐且效果一般。现有的专利ZL201220264356.2，名称为插管式土壤水分温度传感器，包括传感器本体，控制处理单元和传感器节点，该传感器本体上设置有凹槽，控制处理单元和传感器节点均设置在凹槽内。采用该传感器可以测得土壤的水分信息，但是该传感器本体在与套管装套时，很容易与套管内部发生碰撞，由于铜环电容等元器件在内管表面设置，在碰撞时会导致铜环电容等元器件损坏，不但更换元器件增加了额外的成本，而且损坏后的元器件对测量数据也会造成很大的误差，一旦对土壤水分有了错误的判断，对后续的工作会造成很大的误导。在进行生态监测工作中，有时需要对较深的土壤层进行水分检测。一般的传感器安装需要挖掘较大较深的坑洞，然后人工自底部向上将探针水平插入土体。一方面挖掘大坑对地表景观、植被等造成一定破坏，另外深坑容易塌方造成危险。因此，提供一种便于在较深的土体当中安装的土壤水分分层速测装置，以减少开挖安装可能发生的坑洞塌方危险就成为该
急需解决的技术难题。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种便于在较深的土体当中安装的土壤水分分层速测装置，以减少开挖安装可能发生的坑洞塌方危险。本技术的上述目的是通过以下技术方案达到的：一种土壤水分分层速测装置，包括移动终端、无线信号发射器和土壤水分传感器，其特征在于：所述土壤水分传感器为插针式土壤水分传感器，其中，所述插针式土壤水分传感器的输出端口与所述无线信号发射器的信号采集接口插接；所述无线信号发射器与所述移动终端无线连接；所述插针式土壤水分传感器包括：外套筒，中心旋转杆，传感器探针，通讯和供电电缆，传动杆和传动齿轮；所述传感器探针与所述通讯和供电电缆相连接，所述传感器探针固定在绝缘板上并与所述传动杆固接，所述传动杆与所述传动齿轮齿接，所述传动齿轮与所述中心旋转杆固接，所述中心旋转杆与所述外套筒固接，所述通讯和供电电缆的另一端与无线信号发射器的信号采集接口插接，所述外套筒在传感器探针一侧设有开孔。优选地，传动齿轮的数量为3-6个，相应的与之相连接的传动杆的数量也为3-6个，传感器探针的数量也为3-6个。优选地，传动齿轮的数量为4个，相应的与之相连接的传动杆的数量也为4个，传感器探针的数量也为4个。优选地，所述外套筒的材质为钢。优选地，所述传动齿轮为圆形齿轮。优选地，所述传动杆为条形齿轮。本技术的另一目的是提供一种用于在较深的土体当中安装的土壤水分分层速测装置的插针式土壤水分传感器，以减少开挖安装可能发生的坑洞塌方危险。本技术的上述目的是通过以下技术方案达到的：一种插针式土壤水分传感器，其特征在于：所述插针式土壤水分传感器包括：外套筒，中心旋转杆，传感器探针，通讯和供电电缆，传动杆和传动齿轮；所述传感器探针与所述通讯和供电电缆相连接，所述传感器探针固定在绝缘板上并与所述传动杆固接，所述传动杆与所述传动齿轮齿接，所述传动齿轮与所述中心旋转杆固接，所述中心旋转杆与所述外套筒固接，所述通讯和供电电缆的另一端与无线信号发射器的信号采集接口插接，所述外套筒在传感器探针一侧设有开孔。优选地，传动齿轮的数量为3-6个，相应的与之相连接的传动杆的数量也为3-6个，传感器探针的数量也为3-6个，开孔的数量也为3-6个。优选地，传动齿轮的数量为4个，相应的与之相连接的传动杆的数量也为4个，传感器探针的数量也为4个，开孔的数量也为4个。优选地，所述外套筒的材质为钢。优选地，所述传动齿轮为圆形齿轮。优选地，所述传动杆为条形齿轮。本技术的土壤水分分层速测装置通过钻孔机在地面开小孔，达到指定深度后，将插针式土壤水分传感器放入孔内，通过机械结构将探针插入土体，减少了开挖体量，避免了深坑挖掘安装方式可能发生的塌方危险。本技术的土壤水分分层速测装置，可以实现不同深度土层的土壤水分测量的检测，并可用于检测深度较深的土体水分含量，相对于挖掘深坑、人工安装探针方式，减小了地表破坏强度，且更具安全性。下面通过附图和具体实施方式对本技术做进一步说明，但并不意味着对本技术保护范围的限制。附图说明图1为本技术土壤水分分层速测装置中插针式土壤水分传感器的正视结构示意图。图2为本技术土壤水分分层速测装置中插针式土壤水分传感器的顶视结构示意图。主要附图标记说明：1钢外套筒2中心旋转杆3传感器探针4通讯和供电电缆5传动杆6传动齿轮具体实施方式实施例1如图1所示，为本技术土壤水分分层速测装置中插针式土壤水分传感器的正视结构示意图，如图2所示，为本技术土壤水分分层速测装置中插针式土壤水分传感器的顶视结构示意图；其中，1为钢外套筒，2为中心旋转杆，3为传感器探针，4为通讯和供电电缆，5为传动杆，6为传动齿轮；本技术的土壤水分分层速测装置包括移动终端、无线信号发射器以及插针式土壤水分传感器，其中，插针式土壤水分传感器的输出端口(通讯和供电电缆4)与位于钢外套筒1外部的无线信号发射器的信号采集接口直接插接，土壤通体平均体积含水量数据传输至无线信号发射器的信号采集模块中；在无线信号发射器中的控制模块的控制下，将信号采集模块的数据通过通讯模块传输至移动终端；移动终端通过软件进行多层土壤水分测量计算，得到各单独土层的平均体积含水量；所述插针式土壤水分传感器包括：钢外套筒1，中心旋转杆2，传感器探针3，通讯和供电电缆4，传动杆5和传动齿轮6；所述传感器探针3与所述通讯和供电电缆4相连接，所述传感器探针3固定在绝缘板上并与所述传动杆5固接，所述传动杆5与所述传动齿轮6齿接，所述传动齿轮6与所述中心旋转杆2固接，所述中心旋转杆2与所述钢外套筒1固接，所述通讯和供电电缆4的另一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种土壤水分分层速测装置，包括移动终端、无线信号发射器和土壤水分传感器，其特征在于：所述土壤水分传感器为插针式土壤水分传感器，其中，所述插针式土壤水分传感器的输出端口与所述无线信号发射器的信号采集接口插接；所述无线信号发射器与所述移动终端无线连接；所述插针式土壤水分传感器包括：外套筒，中心旋转杆，传感器探针，通讯和供电电缆，传动杆和传动齿轮；所述传感器探针与所述通讯和供电电缆相连接，所述传感器探针固定在绝缘板上并与所述传动杆固接，所述传动杆与所述传动齿轮齿接，所述传动齿轮与所述中心旋转杆固接，所述中心旋转杆与所述外套筒固接，所述通讯和供电电缆的另一端与无线信号发射器的信号采集接口插接，所述外套筒在传感器探针一侧设有开孔。

【技术特征摘要】
1.一种土壤水分分层速测装置，包括移动终端、无线信号发射器和土壤水分传感器，其特征在于：所述土壤水分传感器为插针式土壤水分传感器，其中，所述插针式土壤水分传感器的输出端口与所述无线信号发射器的信号采集接口插接；所述无线信号发射器与所述移动终端无线连接；所述插针式土壤水分传感器包括：外套筒，中心旋转杆，传感器探针，通讯和供电电缆，传动杆和传动齿轮；所述传感器探针与所述通讯和供电电缆相连接，所述传感器探针固定在绝缘板上并与所述传动杆固接，所述传动杆与所述传动齿轮齿接，所述传动齿轮与所述中心旋转杆固接，所述中心旋转杆与所述外套筒固接，所述通讯和供电电缆的另一端与无线信号发射器的信号采集接口插接，所述外套筒在传感器探针一侧设有开孔。2.根据权利要求1所述的土壤水分分层速测装置，其特征在于：所述传动齿轮的数量为3-6个，相应的与之相连接的传动杆的数量也为3-6个，传感器探针的数量也为3-6个，开孔的数量也为3-6个。3.根据权利要求1所述的土壤水分分层速测装置，其特征在于：传动齿轮的数量为4个，相应的与之相连接的传动杆的数量也为4个，传感器探针的数量也为4个，开孔的数量也为4个。4.根据权利要求1所述的土壤水分分层速测装置，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：张洁瑜，吴剑华，程驰，黄录峰，李德良，管越，王祺，周杨，
申请(专利权)人：中国铁道科学研究院，中国铁道科学研究院节能环保劳卫研究所，中国铁路总公司，
类型：新型
国别省市：北京,11