土壤水分传感器制造技术

本实用新型专利技术涉及土壤水分传感器。该土壤水分传感器包括：电路板固定孔，电路主板，发射和接收信号电极板，线缆固定槽，防水胶体外壳，参考电极板。本实用新型专利技术的土壤水分传感器包括：电路板固定孔，电路主板，发射和接收信号电极板，线缆固定槽，防水胶体外壳，参考电极板，可直接测量体积含水量，具有高实时性和高准确性，同时能够测量较宽的水分范围。

Soil moisture sensor

The utility model relates to a soil moisture sensor. The soil moisture sensor includes the fixed hole of the circuit board, the main board of the circuit, the transmitting and receiving signal electrode plate, the cable fixed slot, the waterproof colloid shell, and the reference electrode plate. The soil moisture sensor of the utility model comprises a fixed hole of a circuit board, a circuit board, a transmitting and receiving signal electrode plate, a cable fixed slot, a waterproof colloid shell, and a reference electrode plate, which can directly measure the volume of water content, with high real-time and high accuracy, and can measure the wide water range at the same time.

【技术实现步骤摘要】
土壤水分传感器
本技术涉及数据采集
，尤其涉及一种土壤水分传感器。
技术介绍
目前，对土壤水分及变化的检测是生态环境、农业、水文和水土保持等科研项目中的基础性工作。土壤基本由四种介电物质组成，即空气、土壤固体物质、束缚水和自由水。其土壤体积含水量变化主要是自由水含量的变化，现阶段土壤水分有多种测量方式，一类是直接测量土壤的重量含水量和容积含水量，如烘干称重法或测量土壤传导性，另一类则是测量土壤的机制势，如张力仪法、干湿计法等。当前测量土壤水分的方法中，仍以电容原理的介电常数法最为普遍，在不破坏土壤原始状态情况下，其特点具有相应速度快，测量误差小，结构和测量过程简易等优势。但烘干法或称重法，其测量需要现场取样且过程繁琐，无法适应便携或长时间趋势的测量，不能够完成在测量点的实时测量，而TDT(TimeDomainTransmission)时域测量具有快速准确、连续测定等优势，但其测量的准确性取决于测量时间t的精度，而且信号的相互干扰和电容干扰也使得测量结果的真实性受影响。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题为了保证土壤水分测量的高实时性和高准确性，本技术提供一种土壤水分传感器包括：电路板固定孔，电路主板，发射和接收信号电极板，线缆固定槽，防水胶体外壳，参考电极板，可直接测量体积含水量，具有高实时性和高准确性，同时能够测量较宽的水分范围。(二)技术方案为了达到上述目的，本技术采用的主要技术方案包括：一种土壤水分传感器，所述土壤水分传感器包括：电路板固定孔(1)，电路主板(2)，发射和接收信号电极板(3)，线缆固定槽(4)，防水胶体外壳(5)，参考电极板(6)；所述发射和接收信号电极板(3)的发射接收感应电极和所述参考电极板(6)的地电极均与所述电路主板(2)为一体；所述线缆固定槽(4)位于所述电路主板(2)顶端，用于主板外接电源和信号线缆连接。可选地，在所述防水胶体外壳(5)密封前，固定线缆位置，待防水胶体硬化后，固定密封所述电路板固定孔(1)、连接线缆和主板；电路板固定孔(1)中有胶体贯穿主板。可选地，所述防水胶体外壳(5)为硅胶；所述发射和接收信号电极板(3)顶端为尖头锥形；线缆固定槽(4)的前半部分与所述电路主板(2)封胶固定，形成整体，尾部密封且具有柔韧性；电路板固定孔(1)为所述电路主板(2)上预留的孔。可选地，所述参考电极板(6)顶端为尖头锥形；所述电路主板(2)包括：覆铜电极、铜箔、上下板材；所述覆铜电极在中间层；所述铜箔离针尖位置2～3mm；所述上下板材密封绝缘，用于防止中间层铜箔氧化腐蚀；所述针尖为所述发射和接收信号电极板(3)和参考电极板(6)的锥形边缘端。可选地，所述防水胶的密封厚度为11mm。可选地，发射和接收信号电极板(3)总长52mm，厚度为1.8mm，两极板间间距为11mm。可选地，所述电路主板(2)包括：第一旁路电容(2.1)，第一供电电压(2.2)，高频信号发生芯片(2.3)，谐振电阻(2.4)，信号处理芯片(2.5)，第一极板电容电极(2.6)，第二极板电容电极(2.7)，第二供电电压(2.8)，第二旁路电容(2.9)，第一供电电源负极(2.10)，震荡频率调整电阻(2.11)，第三供电电压(2.12)，第二供电电源负极(2.13)，输出信号滤波电阻(2.14)，输出信号滤波电容(2.15)，第三供电电源负极(2.16)，第四供电电源负极(2.17)，输出信号标号(2.18)；所述高频信号发生芯片(2.3)，用于产生固定频率和幅值的方波，所述高频信号发生芯片(2.3)的第4管脚接入供电正极，用于震荡分频，且分频系数为1；所述震荡频率调整电阻(2.11)，用于调节输出的震荡频率；所述第一旁路电容(2.1)，用于对所述电路主板(2)供电端进行滤波处理；信号处理芯片(2.5)为或门电路，所述信号处理芯片(2.5)的第1和第2管脚为其信号输入端；所述第二旁路电容(2.9)，用于对所述电路主板(2)供电端进行滤波处理，经或门电路的信号输出后，加入由输出信号滤波电阻(2.14)和输出信号滤波电容(2.15)组成的RC滤波电路，用于稳定输出的有效信号。可选地，所述震荡频率调整电阻(2.11)的调节范围为17～170MHz。可选地，所述高频信号发生芯片(2.3)产生的连续固定频率和幅值的方波信号，连接至由所述谐振电阻(2.4)和所述第二极板电容电极(2.7)组成的谐振RC电路，后经所述信号处理芯片(2.5)限幅输出，并将未超限输出波形变更为正弦信号，后连接所述输出信号滤波电阻(2.14)和所述输出信号滤波电容(2.15)组成的RC滤波电路；所述谐振电阻(2.4)和所述第二极板电容电极(2.7)组成感应电容，所述感应电容的容值与土壤含水量相关，所述感应电容，用于使输入至所述信号处理芯片(2.5)的信号幅值和周期产生相应的变化。可选地，所述感应电容的容值C＝k×εr×εo；其中，k为固定几何常数，εr为整体土壤按照体积比例混合的相对介电常数，εo为空气或者真空中的介电常数。(三)有益效果本技术的有益效果是：该土壤水分传感器包括：电路板固定孔，电路主板，发射和接收信号电极板，线缆固定槽，防水胶体外壳，参考电极板，可直接测量体积含水量，具有高实时性和高准确性，同时能够测量较宽的水分范围。附图说明图1为本技术一个实施例提供的一种土壤水分传感器的部分外形平面图；图2为本技术一个实施例提供的一种土壤水分传感器的外形结构斜面剖视图；图3为本技术一个实施例提供的一种土壤水分传感器的原理框图；图4为本技术一个实施例提供的一种电路主板的感应电极电容变化电路原理图。具体实施方式为了更好的解释本技术，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本技术作详细描述。当前测量土壤水分的方法中，仍以电容原理的介电常数法最为普遍，在不破坏土壤原始状态情况下，其特点具有相应速度快，测量误差小，结构和测量过程简易等优势。但烘干法或称重法，其测量需要现场取样且过程繁琐，无法适应便携或长时间趋势的测量，不能够完成在测量点的实时测量，而TDT时域测量具有快速准确、连续测定等优势，但其测量的准确性取决于测量时间t的精度，而且信号的相互干扰和电容干扰也使得测量结果的真实性受影响。为了保证土壤水分测量的高实时性和高准确性，本技术提供一种土壤水分传感器，该土壤水分传感器包括：电路板固定孔，电路主板，发射和接收信号电极板，线缆固定槽，防水胶体外壳，参考电极板，可直接测量体积含水量，具有高实时性和高准确性，同时能够测量较宽的水分范围。本实施例提供一种土壤水分传感器，参见图1，该土壤水分传感器包括：电路板固定孔(1)，电路主板(2)，发射和接收信号电极板(3)，线缆固定槽(4)，防水胶体外壳(5)，参考电极板(6)。发射和接收信号电极板(3)的发射接收感应电极和参考电极板(6)的地电极均与电路主板(2)为一体。线缆固定槽(4)位于电路主板(2)顶端，用于主板外接电源和信号线缆连接。在防水胶体外壳(5)密封前，固定线缆位置，待防水胶体硬化后，固定密封电路板固定孔(1)、连接线缆和主板。电路板固定孔(1)中有胶体贯穿主板，使土壤水分传感器的结构更加稳固，能够适应高强度插拔。发射和接收本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种土壤水分传感器，其特征在于，所述土壤水分传感器包括：电路板固定孔(1)，电路主板(2)，发射和接收信号电极板(3)，线缆固定槽(4)，防水胶体外壳(5)，参考电极板(6)；所述发射和接收信号电极板(3)的发射接收感应电极和所述参考电极板(6)的地电极均与所述电路主板(2)为一体；所述线缆固定槽(4)位于所述电路主板(2)顶端，用于主板外接电源和信号线缆连接。

【技术特征摘要】
1.一种土壤水分传感器，其特征在于，所述土壤水分传感器包括：电路板固定孔(1)，电路主板(2)，发射和接收信号电极板(3)，线缆固定槽(4)，防水胶体外壳(5)，参考电极板(6)；所述发射和接收信号电极板(3)的发射接收感应电极和所述参考电极板(6)的地电极均与所述电路主板(2)为一体；所述线缆固定槽(4)位于所述电路主板(2)顶端，用于主板外接电源和信号线缆连接。2.根据权利要求1所述的土壤水分传感器，其特征在于，在所述防水胶体外壳(5)密封前，固定线缆位置，待防水胶体硬化后，固定密封所述电路板固定孔(1)、连接线缆和主板；电路板固定孔(1)中有胶体贯穿主板。3.根据权利要求1所述的土壤水分传感器，其特征在于，所述防水胶体外壳(5)为硅胶；所述发射和接收信号电极板(3)顶端为尖头锥形；线缆固定槽(4)的前半部分与所述电路主板(2)封胶固定，形成整体，尾部密封且具有柔韧性；电路板固定孔(1)为所述电路主板(2)上预留的孔。4.根据权利要求2所述的土壤水分传感器，其特征在于，所述参考电极板(6)顶端为尖头锥形；所述电路主板(2)包括：覆铜电极、铜箔、上下板材；所述覆铜电极在中间层；所述铜箔离针尖位置2～3mm；所述上下板材密封绝缘，用于防止中间层铜箔氧化腐蚀；所述针尖为所述发射和接收信号电极板(3)和参考电极板(6)的锥形边缘端。5.根据权利要求4所述的土壤水分传感器，其特征在于，所述防水胶的密封厚度为11mm。6.根据权利要求4所述的土壤水分传感器，其特征在于，发射和接收信号电极板(3)总长52mm，厚度为1.8mm，两极板间间距为11mm。7.根据权利要求1所述的土壤水分传感器，其特征在于，所述电路主板(2)包括：第一旁路电容(2.1)，第一供电电压(2.2)，高频信号发生芯片(2.3...

【专利技术属性】
技术研发人员：王金凯，
申请(专利权)人：北京雨根科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11