水位传感器和农田水层厚度的检测方法技术

本发明专利技术公开了一种水位传感器和农田水层厚度的检测方法，水位传感器包括立柱(1)、滑动套装于立柱并能够沿立柱沉降的沉降基板(2)以及安装在沉降基板上以跟随沉降基板沉降的检测模块(3)；沉降基板的顶面为检测模块的水位检测零点。方法包括将立柱固定插入农田土壤层(100)中；沉降基板带动检测模块沉降至农田土壤层与农田水层(200)之间的土水交界面(L)上；以沉降基板的顶面为水位检测零点检测农田水层的水位高度。本发明专利技术的水位传感器结构简单、成本低，检测方法简单，便于操作，且检测精度高。

Water level sensor and measurement method of farmland water layer thickness

【技术实现步骤摘要】
水位传感器和农田水层厚度的检测方法
本专利技术属于测量
，更具体地，涉及用于农田水层测量的水位传感器。
技术介绍
在现代化智慧农业中，需要实时有效地获取水田的水层厚度信息，帮助用户进行水田水层管理，水位传感器逐渐广泛应用于农田水位监测。水位传感器种类繁多，例如超声波、雷达、浮子式、电容式、电阻式、电感式等等，在水文测量、油罐油箱的油位测量、危化品液位测量等都有应用。但农田环境较为复杂，且水层厚度小，水位极低，并不是所有液位传感器都可直接应用于农田，例如超声波和雷达只能测传感器距水面的距离，且成本较高；浮子式液位传感器在农田中浮子容易被淤泥黏住，易导致误判。
技术实现思路
针对现有技术的上述不足或缺陷，本专利技术提供了一种水位传感器和农田水层厚度的检测方法，以低成本、高效地测量农田水位。为实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种水位传感器，包括：立柱；沉降基板，滑动套装于所述立柱并能够沿所述立柱沉降；以及检测模块，安装在所述沉降基板上以跟随沉降基板沉降；其中，所述沉降基板的顶面为所述检测模块的水位检测零点。在一些实施方式中，所述沉降基板的材料密度大于水密度。在一些实施方式中，所述沉降基板的底面向下伸出有插接柱脚。在一些实施方式中，所述沉降基板为设有中心孔的圆盘板，所述沉降基板与所述立柱同轴设置。进一步地，所述沉降基板的半径不小于所述立柱的半径的三倍。在一些实施方式中，所述立柱的底端为插接尖端，所述立柱的顶端安装有供电与通信模块。在一些实施方式中，所述水位传感器为电阻式水位传感器。在一些实施方式中，所述检测模块呈中空柱筒状从所述沉降基板的顶面向上伸出，所述检测模块的外周壁上设有竖向间隔的多个检测触点，所述检测模块的内周壁与所述立柱的外周壁之间形成有竖向的滑动键槽结构。在一些实施方式中，所述水位传感器为电容式水位传感器。在一些实施方式中，所述检测模块包括径向间隔嵌套的内电极安装筒和外电极安装筒，所述外电极安装筒的筒壁上设有竖向进水槽，所述沉降基板作为筒底壁封盖式连接于所述内电极安装筒和外电极安装筒的底端。在一些实施方式中，所述检测模块还包括封盖式连接于所述内电极安装筒和外电极安装筒的顶端的筒顶壁，所述筒顶壁上设有顶壁透气孔。在一些实施方式中，所述内电极安装筒的内周壁与所述立柱的外周壁之间形成有竖向的滑动键槽结构，和/或，所述沉降基板和所述筒顶壁与所述立柱的外周壁之间形成有竖向的滑动键槽结构。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种农田水层厚度的检测方法，采用根据本专利技术上述的水位传感器并包括：将所述立柱固定插入农田土壤层中；所述沉降基板带动所述检测模块沉降至所述农田土壤层与农田水层之间的土水交界面上；以所述沉降基板的顶面为水位检测零点检测所述农田水层的水位高度。本专利技术的水位传感器的组成部件少，结构简单，立柱可直插在农田土壤层上，沉降基板沿立柱升降滑动，沉降基板带动检测模块下沉至农田土壤层与农田水层的土水交界面上，检测模块以沉降基板的上表面为水位检测零点，从而在零点定位准确的基础上，可简单但精确地检测出水层厚度，即水位，本专利技术的水位传感器及其检测方法适于大多数水田使用，可大范围广泛推广。有关本专利技术的其他优点以及优选实施方式的技术效果，将在下文的具体实施方式中进一步说明。附图说明构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施方式及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为根据本专利技术的第一实施方式的水位传感器的立体图；图2为图1的装配爆炸图；图3为图1的主视图；图4为图3的A-A剖面图；图5为图1的水位传感器应用于农田水位测量时的安装示意图；图6为根据本专利技术的第二实施方式的水位传感器的立体图；图7为图6的中带沉降基板和插接柱脚的检测模块的立体图；图8为根据本专利技术的第三实施方式的水位传感器的立体图；图9为图8的装配爆炸图；图10为图8的主视图；图11为图8中的检测模块的立体图；图12为图11的检测模块的主视图；图13为图12的B-B剖面图；图14、图15分别为图12的检测模块的俯视图和仰视图；图16为图8的水位传感器应用于农田水位测量时的安装示意图；图17为根据本专利技术的第四实施方式的水位传感器的主视图；图18为图17中的检测模块的立体图；图19展示了图6、图17的水位传感器并行应用于农田水位测量时的状态；以及图20为根据本专利技术的具体实施方式的农田水层厚度的检测方法的流程图。附图标记说明1立柱2沉降基板3检测模块4供电与通信模块5滑键6键槽11插接尖端21插接柱脚31检测触点32内电极安装筒33外电极安装筒331竖向进水槽34筒顶壁341顶壁透气孔100农田土壤层200农田水层L土水交界面具体实施方式以下结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。在本专利技术中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的各部件相互位置关系描述用词。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本专利技术。承前所述，各种传感器在农田水位测量时都有各自缺陷性。专利技术人经过不断测试、总结后，综合考虑，提出电容式、电阻式等依据水位浸没的高度引起的电容或电阻值的变化从而转换成水位值来测量水位的液位传感器更适于农田水位测量使用。主要是由于电容式、电阻式等传感器的价格低，测量不依靠滑动部件，响应速度快，且可以直接获取水层厚度，因此在改善测量的方便性和准确性的基础上，更适于应用在水田水位测量。为此，本专利技术提供了一种水位传感器。如图1至图4所示的一种具体实施方式中，该水位传感器包括：立柱1；沉降基板2，滑动套装于立柱1并能够沿立柱1沉降；以及检测模块3，安装在沉降基板2上以跟随沉降基板2沉降；其中，沉降基板2的顶面为检测模块3的水位检测零点。为了方便安装在农田中，水位传感器通常是做成杆式结构(即立柱1)插立于水田中，由于电容式或电阻式水位传感器主要是依据水位浸没的高度引起的电容或电阻值的变化而转换成水位值来测量水位的，因此下田安装时需要把握好立杆插入的深度，把握好电容、电阻触点安装深度，甚至需要手动调零或校准，操作较为复杂且耗时耗力不方便。电容或电阻式水位传感器安装于农田中时，关键是外露的电容或电阻检测触点的插入深度。最佳安装状态是垂直方向上检测触点的最低点(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水位传感器，其特征在于，所述水位传感器包括：/n立柱(1)；/n沉降基板(2)，滑动套装于所述立柱(1)并能够沿所述立柱(1)沉降；以及/n检测模块(3)，安装在所述沉降基板(2)上以跟随所述沉降基板(2)沉降；/n其中，所述沉降基板(2)的顶面为所述检测模块(3)的水位检测零点。/n

【技术特征摘要】
1.一种水位传感器，其特征在于，所述水位传感器包括：
立柱(1)；
沉降基板(2)，滑动套装于所述立柱(1)并能够沿所述立柱(1)沉降；以及
检测模块(3)，安装在所述沉降基板(2)上以跟随所述沉降基板(2)沉降；
其中，所述沉降基板(2)的顶面为所述检测模块(3)的水位检测零点。


2.根据权利要求1所述的水位传感器，其特征在于，所述沉降基板(2)的材料密度大于水密度。


3.根据权利要求1所述的水位传感器，其特征在于，所述沉降基板(2)的底面向下伸出有插接柱脚(21)。


4.根据权利要求1所述的水位传感器，其特征在于，所述沉降基板(2)为设有中心孔的圆盘板，所述沉降基板(2)与所述立柱(1)同轴设置。


5.根据权利要求4所述的水位传感器，其特征在于，所述沉降基板(2)的半径不小于所述立柱(1)的半径的三倍。


6.根据权利要求1所述的水位传感器，其特征在于，所述立柱(1)的底端为插接尖端(11)，所述立柱(1)的顶端安装有供电与通信模块(4)。


7.根据权利要求1～6中任意一项所述的水位传感器，其特征在于，所述水位传感器为电阻式水位传感器。


8.根据权利要求7所述的水位传感器，其特征在于，所述检测模块(3)呈中空柱筒状从所述沉降基板(2)的顶面向上伸出，所述检测模块(3)的外周壁上设有竖向间隔的多个检测触点(31)，所述检测模块(3)的内周壁与所述立柱(1)...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭瑾，
申请(专利权)人：广州极飞科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44