一体化遥测稻田水分水位监测仪制造技术

本实用新型专利技术提供的一体化遥测稻田水分水位监测仪，包括防护壳以及设置在防护壳内的水分传感器、水位传感器、采集模块、通信模块和电源，防护壳内还设有安装骨架，水分传感器、水位传感器、采集模块、通信模块和电源由下至上至依次设置在安装骨架上，防护壳顶部还设有端帽、底部还设有防水堵头，端帽与防护壳顶部密封连接，水分传感器和水位传感器的信号输出端与采集模块的信号输入端电连接，采集模块的信号输出端与通信模块的信号输入端电连接。优点是：实现了稻田水位、温度和土壤水分、温度参数的同时测量，并能计算水稻实际需水；另外，可在户外长期稳定工作，安装与维护较为方便，节约成本，具有可观的市场效益。

Integrated telemetering rice field water level monitor

The integration of remote sensing rice paddy water level provided by the utility model comprises a monitor, protective shell and moisture sensor, arranged in the protective shell of the water level sensor, data acquisition module, communication module and power supply, the protective shell is also provided with a mounting frame, moisture sensor, water level sensor, data acquisition module, communication module and power supply from the bottom to turn set in the installation of the skeleton, the protective shell is also provided with a top end cap, the bottom is also provided with a waterproof plug, the end cap and the protective shell top sealing connection, and the signal output end of the sensor and water level sensor input signal acquisition module is electrically connected, connected with a signal input end electric signal output end of the acquisition module and communication module. The advantages are: measurement of paddy field water level, temperature and soil moisture and temperature parameters at the same time, and can calculate the actual rice water requirement; in addition, in the outdoors for long-term stability, installation and maintenance more convenient, cost saving, and has considerable market benefits.

【技术实现步骤摘要】

本技术属于水文数据记录装置
，具体涉及一种一体化遥测稻田水分水位监测仪。
技术介绍
我国的淡水资源总量虽位居世界第四，但由于时空分布和水土资源组合不均等因素，致使我国是个干旱缺水严重的国家。每年的农业用水量平均占当年总用水量的70％，其中的稻田灌溉用水更是占了农业用水的一半以上。当前国家大力提倡节水灌溉，各地区也陆续开展了智能灌区项目试点，以节约稻田灌溉用水。稻田节水灌溉技术通过将稻田水位和土壤水分的在线监测数据，与稻田灌溉模型相结合，计算出稻田实际需水数量，根据稻田需水量实施精确灌溉，最大限度的节约灌溉用水。目前稻田水位测量常用技术有：测尺、浮子式水位计、压力水位计等，土壤水分测量常用技术有人工烘干法、介电常数法、中子法等，工程项目上主要采用介电常数法中的频域法FDR或时域法TDR等。为了能够得到稻田的实际需水量，因此需要水位测量和土壤水分测量两种传感器，而这两种传感器需要安装在稻田的不同位置，增加了管理的难度和采购成本。
技术实现思路
为解决上述问题，本技术公开了一种能够同时测量稻田水位、土壤水分和温度等参数，并计算稻田实际需水量的一体化稻田水分水位监测仪。为了达到以上目的，本技术提供了以下技术方案:一体化遥测稻田水分水位监测仪包括：防护壳以及设置在防护壳内的水分传感器、水位传感器、采集模块、通信模块和电源，所述防护壳内还设有安装骨架，所述水分传感器、水位传感器、采集模块、通信模块和电源由下至上至依次设置在安装骨架上，防护壳顶部还设有端帽、底部还设有防水堵头，所述端帽与防护壳顶部密封连接，所述水分传感器和水位传感器的信号输出端与采集模块的信号输入端电连接，所述采集模块的信号输出端与通信模块的信号输入端电连接，所述电源为通信模块、采集模块、水位传感器和水分传感器供电。进一步的，所述水分传感器包括：第一印制板、第一电极和第一安装架，所述第一印制板设置在第一安装架上端，所述第一电极套设在第一安装架侧面。进一步的，所述水位传感器包括：第二印制板、第二电极和第二安装架，所述第二印制板设置在第二安装架上端，所述第二电极设置在第二安装架侧面。进一步的，所述水分传感器为电容式。进一步的，所述水位传感器为电容式。进一步的，所述水分传感器和水位传感器内还分别设有测温传感器，所述测温传感器的信号输出端与采集模块的信号输入端电连接。进一步的，所述防护壳内壁设有密封圈。进一步的，所述电源为蓄电池和/或太阳能。进一步的，所述防护壳、安装骨架和端帽采用PVC材料。本技术的有益效果在于：采用了一体化集成设计，测试仪既可同时测量稻田水位、土壤水分、温度等参数，并计算水稻实际需水，实现稻田按需灌溉，最大限度实现稻田节水灌溉，还能实现数据的采集、存储、远传等功能，实现稻田参数自动记录与传送，方便客户使用；同时，采用了优良的防水设计和材料设计，可保证测试仪在户外长期稳定工作，降低维护使用成本；另外，传感器与防护壳的分体设计，以及将所有仪器集成在一个可活动的安装骨架上，可极大方便安装与维护，节省人力物力，具有可观的市场效益。附图说明图1为一体化遥测稻田水分水位监测仪的剖面结构示意图。图2为一体化遥测稻田水分水位监测仪中水分传感器第一印制板的结构示意图。图3为一体化遥测稻田水分水位监测仪中水分传感器的侧视结构示意图。图4为一体化遥测稻田水分水位监测仪中水位传感器第二印制板的结构示意图。图5为一体化遥测稻田水分水位监测仪中水位传感器的侧视结构示意图。附图标记说明：1-端帽，2-骨架提手，3-蓄电池，4-通信模块，5-防护壳体，6-采集模块，7-水位传感器，8-防护壳，9-水分传感器，10-安装骨架，11-防水堵头，12-第一印制板，13-第一电极，14-第一安装架，15-第二印制板，16-第二电极，17-第二安装架具体实施方式下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本技术，应理解下述具体实施方式仅用于说明本技术而不用于限制本技术的范围。如图1，本技术一种一体化稻田水分水位监测仪它主要由防护壳8以及设置在防护壳8内的水分传感器9、水位传感器7、采集模块6、通信模块4和电源组成，其中通信模块4、采集模块6、水位传感器7和水分传感器9由电源供电。防护壳8可以有效保护壳内的仪器，本实施例中，防护壳8采用的筒状设计，但本领域内技术人员也可以采用其他形状的有通孔的柱状如棱柱状等等。在防护壳8内还设有安装骨架10，水分传感器9、水位传感器7、采集模块6、通信模块4和电源由下至上至依次设置在安装骨架上10，在对某些仪器进行安装或维修时，可直接将安装骨架10从防护壳8中取出来进行有关安装维护工作，方便快捷，节省了人力和时间，另外在安装骨架10的顶端设有一骨架提手2，通过骨架提手2就可方便取出安装骨架10，方便安装与维护。本实施例中，各仪器通过卡扣方式固定在安装骨架10上，但本领域内技术人员也可以采用其他常规的固定方式如螺纹固定等等。如图2、图3，用于测量土壤水分和温度的水分传感器9由第一印制板12、第一电极13、第一安装架14和测温传感器组成，测温传感器设置在第一印制板12上，第一印制板12设置在第一安装架14上端，第一电极13套设在第一安装架14侧面，在安装中需保证第一电极13能与防护壳8内壁精密接触，以及测温传感器尽可能的靠近防护壳8内壁，这样可提升对土壤水分和温度的测量精度。在本实施例中，水分传感器9采用筒状结构，第一电极13采用环状设计，第一电极13铜环外直径与本监测仪采用的筒状防护壳8内直径相同，但本领域内技术人员也可以采用其他结构的水分传感器和电极，前提是水分传感器9和第一电极13的结构要与防护壳8结构相适配，从而达到安装中的要求。如图4、图5，用于测量稻田水位和温度的水位传感器9由第二印制板15、第二电极16、第二安装架17和测温传感器组成，测温传感器设置在第二印制板15上，第二印制板15设置在第二安装架17上端，第二电极17设置在第二安装架17侧面，在安装中同样需保证第二电极16能与防护壳8内壁精密接触，以及测温传感器尽可能的靠近防护壳8内壁，这样可提升对稻田水位和温度的测量精度。在本实施例中，水位传感器7采用筒状结构，第二电极16采用条状弧形设计，第二电极16外弧直径与本监测仪采用的筒状防护壳8内直径相同，但本领域内技术人员也可以采用其他结构的水分传感器和电极，前提是水位传感器7和第二电极16的结构要与防护壳8结构相适配，从而达到安装中的要求。在本一体化稻田水分水位监测仪在工作时，水分传感器9和水位传感器7的信号输出端与采集模块6的信号输入端电连接，采集模块6的信号输出端与通信模块4的信号输入端电连接，水分传感器9测量稻田水位和温度，水位传感器7测量土壤水分和温度，采集模块6实时采集水分传感器9和水位传感器7的土壤水分、温度和稻田水位、温度数据，完成存储、通信协议管理等功能，通信模块4再将采集到的水位、水分和温度数据远传至数据中心，最后通过数据中心的数据计算出稻田实际的灌溉需水量。由于本实施例中，水分和水位传感器均采用电容式，电容式水分传感器使用LC电路原理，LC电路能描述振荡频率受到电感(L)与电容(C)变化的影响。由于此传感器采用固定的电感值，因此，频率的变化取决于电容的改变，而电容的改变本文档来自技高网...

【技术保护点】
一体化遥测稻田水分水位监测仪,其特征在于包括：防护壳以及设置在防护壳内的水分传感器、水位传感器、采集模块、通信模块和电源，所述防护壳内还设有安装骨架，所述水分传感器、水位传感器、采集模块、通信模块和电源由下至上至依次设置在安装骨架上，防护壳顶部还设有端帽、底部还设有防水堵头，所述端帽与防护壳顶部密封连接，所述水分传感器和水位传感器的信号输出端与采集模块的信号输入端电连接，所述采集模块的信号输出端与通信模块的信号输入端电连接，所述电源为通信模块、采集模块、水位传感器和水分传感器供电。

【技术特征摘要】
1.一体化遥测稻田水分水位监测仪,其特征在于包括：防护壳以及设置在防护壳内的水分传感器、水位传感器、采集模块、通信模块和电源，所述防护壳内还设有安装骨架，所述水分传感器、水位传感器、采集模块、通信模块和电源由下至上至依次设置在安装骨架上，防护壳顶部还设有端帽、底部还设有防水堵头，所述端帽与防护壳顶部密封连接，所述水分传感器和水位传感器的信号输出端与采集模块的信号输入端电连接，所述采集模块的信号输出端与通信模块的信号输入端电连接，所述电源为通信模块、采集模块、水位传感器和水分传感器供电。2.根据权利要求1所述的一体化遥测稻田水分水位监测仪，其特征在于：所述水分传感器包括：第一印制板、第一电极和第一安装架，所述第一印制板设置在第一安装架上端，所述第一电极套设在第一安装架侧面。3.根据权利要求1所述的一体化遥测稻田水分水位监测仪，其特征在于：所述水位传感器...

【专利技术属性】
技术研发人员：智永明，
申请(专利权)人：水利部南京水利水文自动化研究所，
类型：新型
国别省市：江苏;32