一种多频复用探针式土壤温湿盐一体传感器制造技术

本实用新型专利技术提供一种多频复用探针式土壤温湿盐一体传感器，包括传感器外壳、探针和数据接口，传感器外壳包括壳体和尾盖；探针的根部装配于壳体内，且探针伸出于壳体；探针包括频率信号探针和围绕频率信号探针四周均布的三根参考探针；其一根参考探针为温度感应探针，温度感应探针内置温度传感器；数据接口位于尾盖上。本实用新型专利技术采用创新性的结构及测量技术，将高精度土壤温度传感器、土壤含水量传感器及土壤盐分(EC)传感器巧妙结合在一起，实现了可媲美分体土壤温度传感器测量速度与精度的温度测量功能，可测量土壤的温度、湿度和盐分含量，各测量数据之间可以相互补偿，使测量结果更加准确，对土壤的温湿盐测量具有重要的意义。

A Multi-Frequency Multiplexing Probe-based Soil Temperature, Humidity and Salt Integrated Sensor

【技术实现步骤摘要】
一种多频复用探针式土壤温湿盐一体传感器
本技术涉及土壤检测领域领域，具体为一种多频复用探针式土壤温湿盐一体传感器。
技术介绍
现有技术多为分体式传感器，如土壤温度传感器，土壤温湿度传感器及土壤盐分传感器。独立的土壤温度传感器虽然测量速度快、精度较高，然参数相对单一。土壤温湿度一体传感器大多将温度传感器内置在传感器的壳体内，将探针与温度传感器连接，温度测量反应慢，误差较大，不适合速测及电流型变送输出。土壤盐分传感器一般采用陶瓷电极或者石墨电极外加变送器制作而成，采用陶瓷电极的传感器反应时间非常长，没有实际应用价值，采用石墨电极的传感器虽然反应比较快，但石墨电极的土壤含水量下限非常高，在大部分自然土壤中无法有效测量，仅限水饱和土壤或取土后测试，而在水溶液中测量时又存在比较严重的边缘效应，且由于这种盐分测量没有土壤湿度辅助，只能获取电导率信息，无法得到有效的实际盐分信息，并不适用于在线传感之用。在测量土壤温度、湿度、盐分时需要不同的设备进行检测，且检测效果不佳，严重影响土壤墒情的准确检测。因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种多频复用探针式土壤温湿盐一体传感器，以至少解决现有土壤墒情检测设备功能单一，测量温度不精确，适用范围局限的问题。为了实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种多频复用探针式土壤温湿盐一体传感器，所述土壤温湿盐一体传感器包括：传感器外壳，所述传感器外壳包括壳体和尾盖，所述尾盖安装在所述壳体的尾端；探针，所述探针的根部装配于所述壳体内，且所述探针伸出于所述壳体；所述探针包括频率信号探针和围绕所述频率信号探针四周均布的多根参考探针；所述参考探针中至少一根参考探针为温度感应探针，所述温度感应探针为中空结构，中空结构内置温度传感器；数据接口，所述数据接口位于所述尾盖上。如上所述的多频复用探针式土壤温湿盐一体传感器，优选，所述探针长度为50-90mm。如上所述的多频复用探针式土壤温湿盐一体传感器，优选，所述探针与所述传感器外壳之间通过螺纹连接。如上所述的多频复用探针式土壤温湿盐一体传感器，优选，所述温度感应探针的外径为3mm。如上所述的多频复用探针式土壤温湿盐一体传感器，优选，所述温度传感器为微型PT100铂金电阻。如上所述的多频复用探针式土壤温湿盐一体传感器，优选，所述参考探针的数量为3根，所述温度感应探针的数量为1根。如上所述的多频复用探针式土壤温湿盐一体传感器，优选，所述壳体为圆柱形的中空结构，所述尾盖为圆柱形的中空结构。如上所述的多频复用探针式土壤温湿盐一体传感器，优选，所述尾盖与所述壳体之间通过螺纹连接。如上所述的多频复用探针式土壤温湿盐一体传感器，优选，所述探针与所述壳体之间密闭连接，所述尾盖与所述壳体之间密闭连接，所述尾盖与所述数据接口之间密闭连接。如上所述的多频复用探针式土壤温湿盐一体传感器，优选，所述数据接口为RS485数字接口。与最接近的现有技术相比，本技术供的技术方案具有如下优异效果：本技术采用创新性的结构及测量技术，将高精度土壤温度传感器、土壤含水量传感器及土壤盐分(EC)传感器巧妙结合在一起，实现了可媲美分体土壤温度传感器测量速度与精度的温度测量功能，可测量土壤饱和度及容积含水量等两种含水量参数的土壤湿度测量功能，以及具备湿度补偿的在线式土壤盐分测量功能。本传感器的土壤温度测量速度可达10秒级，精度在全量程范围内可达0.2℃等级，湿度测量线性度在多种土壤土质中均可达到90％以上的线性度，部分壤土及沙土可达99％的线性度，而土壤盐分的土壤含水量(容积比)下限可达15％以下，大部分正常土壤均可获得趋势数据，而土壤盐分信息也反向补偿土壤湿度，让土壤湿度测量的适应范围更广。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。其中：图1为本技术具体实施例的多频复用探针式土壤温湿盐一体传感器结构示意图。图中：1、壳体；2、尾盖；3、数据接口4、频率信号探针；5、温度感应探针。具体实施方式下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本技术的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术而不是要求本技术必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对技术的限制。本技术中使用的术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。根据本技术的实施例，如图1所示，本技术提供一种多频复用探针式土壤温湿盐一体传感器，土壤温湿盐一体传感器包括：传感器外壳，传感器外壳包括壳体1和尾盖2，尾盖2安装在壳体1的尾端；壳体1为圆柱形的中空结构，尾盖2为圆柱形的中空结构；尾盖2与壳体1之间通过螺纹连接。在本技术的实施例中，壳体1采用采用可耐高低温的PTFE/PE材料经过CNC一体加工成型，壳体1为冷色调白色或绿色，避免使用时间过长导致的老化。为了降低量化生产时的生产成本，壳体1也可采用耐候改性PP注塑成型，壳体1颜色仍旧选择冷色调如白色或绿色。为了使传感器使用方便便携，本技术的实施例中提供的多频复用探针式土壤温湿盐一体传感的壳体1外径为36mm。内部高度集成化，以实现灵活运行，便携精准。探针，探针的根部装配于壳体1内，且探针伸出于壳体1；探针包括频率信号探针4和围绕频率信号探针4四周均布的三根参考探针；参考探针中至少一根参考探针为温度感应探针5，温度感应探针5为中空结构，中空结构内置温度传感器，温度传感器为微型PT100铂金电阻，通过将该温度传感器内置在中空的温度感应探针5内部，可快速响应温度变化，对快速准确测温具有重要的意义。其余两根参考探针分别连接土壤含水量传感器和土壤盐分(EC)传感器。在本技术的实施例中，探针采用四针式探测形式，探针为耐电解不锈钢材质，约70mm长度，温度感应探针5的外径为3mm。湿度传感器采用FD频域测量原理，测量主频100MHZ，可同时输出饱和比含水量及容积比含水量。湿度测量具备自动零点清零功能，在每次测量前自动测量并比对传感器零点。同时，湿度测量具备自动温度补偿功能，可不借助温度传感器而通过内部参比通道实现温度补偿。盐分的测量使用三个复用的测量频段，线性度优于单一频段测量。同时具备湿度补偿功能，根据湿度容积数据补偿盐分原始数据，可得到受土壤湿度影响较小的土壤盐分绝对值。同时盐分测量数据可以反向补偿土壤湿度，提高土壤湿度对不同含盐量土壤的测量准确度。在本技术的实施例中，传感器具备多达十个通道的校正表功能，可完成传感器数字标定、模拟校准、补偿校准等功能。本技术的多频复用探针式土壤温湿盐一体传感器在使用时可以单独作为土壤温湿度传感器，土壤湿度盐分传感器，土壤盐分传感器或土壤温湿盐一体传感本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多频复用探针式土壤温湿盐一体传感器，其特征在于，所述土壤温湿盐一体传感器包括：传感器外壳，所述传感器外壳包括壳体和尾盖，所述尾盖安装在所述壳体的尾端；探针，所述探针的根部装配于所述壳体内，且所述探针伸出于所述壳体；所述探针包括频率信号探针和围绕所述频率信号探针四周均布的多根参考探针；所述参考探针中包括至少一根温度感应探针，所述温度感应探针为中空结构，中空结构内置温度传感器；数据接口，所述数据接口位于所述尾盖上。

【技术特征摘要】
1.一种多频复用探针式土壤温湿盐一体传感器，其特征在于，所述土壤温湿盐一体传感器包括：传感器外壳，所述传感器外壳包括壳体和尾盖，所述尾盖安装在所述壳体的尾端；探针，所述探针的根部装配于所述壳体内，且所述探针伸出于所述壳体；所述探针包括频率信号探针和围绕所述频率信号探针四周均布的多根参考探针；所述参考探针中包括至少一根温度感应探针，所述温度感应探针为中空结构，中空结构内置温度传感器；数据接口，所述数据接口位于所述尾盖上。2.如权利要求1所述的多频复用探针式土壤温湿盐一体传感器，其特征在于，所述探针长度为50-90mm。3.如权利要求1所述的多频复用探针式土壤温湿盐一体传感器，其特征在于，所述探针与所述传感器外壳之间通过螺纹连接。4.如权利要求1所述的多频复用探针式土壤温湿盐一体传感器，其特征在于，所述温度感应探针的外径为3mm。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：单向群，
申请(专利权)人：商丘青木传感技术有限公司，
类型：新型
国别省市：河南,41