管式多层土壤墒情监测仪制造技术

本实用新型专利技术提供一种管式多层土壤墒情监测仪，含有空心管体、推头、控制器壳体、太阳能电池板、温度采集模块、湿度采集模块、液位传感器模块、温度传感器模块、湿度传感器模块、倾斜测试模块、聚合物电池、主控PCB电路板、锂电池组，该装置埋入土壤后，直接测定土壤中多层深度的水分和温度。安装简单，不破坏剖面，对土体扰动小。本实用新型专利技术可轻松地将温度传感器等各模块轻松地从管道中取出，方便各模块的后期维护，而且提高了循环使用率，且各模块不容易受到土壤中盐离子的腐蚀，数据精准，非接触式的设计使得农药、化肥等农业活动不影响测量结果。果。果。

【技术实现步骤摘要】
管式多层土壤墒情监测仪


[0001]本技术涉及土壤墒情监测设备
，具体地涉及一种管式多层土壤墒情监测仪。

技术介绍

[0002]土壤适度的水分是植物生长的一个重要条件，水分过多或者缺乏，农作物生长就会受到影响。土壤湿度过低，形成土壤干旱，光合作用不能正常进行，降低作物的产量和品质；土壤湿度过高，恶化土壤通气性，影响土壤微生物的活动，使作物根系的呼吸、生长等生命活动受到阻碍。土壤墒情的监测离不开土壤墒情监测设备的支持。
[0003]现有的插针式土壤墒情传感器探针直接与土壤接触，外露的探针长期使用容易被腐蚀或污染以及受到土壤中盐离子的干扰，插针式土壤墒情传感器要测量多层土壤的时候涉及到复杂的线路而且要挖深坑分不同土层掩埋，存在维护难的问题。

技术实现思路

[0004]本技术提供一种管式多层土壤墒情监测仪，该装置埋入土壤后，直接测定土壤中多层深度的水分和温度。安装简单，不破坏剖面，对土体扰动小。该装置采用太阳能和电池双电源及备用电池供电。
[0005]为了实现上述目的，本技术的技术方案如下所述：
[0006]管式多层土壤墒情监测仪，含有空心管体、推头、控制器壳体、太阳能电池板、温度采集模块、湿度采集模块、液位传感器模块、温度传感器模块、湿度传感器模块、倾斜测试模块、聚合物电池、主控PCB电路板、锂电池组，其特征是：
[0007]所述的主控PCB 电路板设置于所述的控制器壳体内部；
[0008]所述的太阳能电池板设置于控制器壳体外部；
[0009]所述太阳能电池板向所述聚合物电池充电；
[0010]所述的聚合物电池设于所述控制器壳体内部，用于向主控PCB电路板提供工作电源；
[0011]所述锂电池组作为备用电池，置于空心管体下端位置；
[0012]所述的空心管体内设有多个温度传感器模块，多个湿度传感器模块、多个温度采集模块及多个湿度采集模块；
[0013]所述的温度采集模块、湿度采集模块、液位传感器模块、倾斜测试模块均与主控PCB电路板连接通信；
[0014]所述湿度传感器模块由传感器采样板和金属环组成，所述传感器采样板上设有一对金属环；
[0015]所述的温度传感器模块使用高精度NTC测温电阻；
[0016]所述的倾斜测试模块采用KXTJ3
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1057，与主控PCB电路板采用IIC通信；
[0017]所述的液位传感器模块由一组超声波换能器组成，配合主控PCB电路板所设的信
号处理电路，利用超声波测量原理测得液位参数；
[0018]所述的湿度传感器模块中的传感器采样板固定于空心管体所设的传感器支架，且每个湿度传感器之间距离为10厘米；
[0019]所述的湿度采集模块及温度采集模块用于采集土壤的湿度参数和温度参数，并将参数经微处理器的I/O口传输给微处理器；
[0020]进一步地，所述金属环的数量为多对，且多对金属环沿着所述空心管体的长度方向彼此间隔设置在所述空心管体内。
[0021]本技术的有益效果：
[0022]（1） 本技术管式多层土壤墒情监测仪，本技术可测量包括地表层温度、十层的土壤墒情监测点温湿度数据，还可测量田间灌溉水的液位数据。
[0023]（2）本技术管式多层土壤墒情监测仪，能轻松地将温度传感器等各模块轻松地从管道中取出，方便各模块的后期维护，而且提高了循环使用率，且各模块不容易受到土壤中盐离子的腐蚀，数据精准，非接触式的设计使得农药、化肥等农业活动不影响测量结果。
附图说明
[0024]附图1为本技术管式多层土壤墒情监测仪结构示意图。
[0025]附图2为本技术管式多层土壤墒情监测仪局部结构A示意图。
[0026]附图3为本技术管式多层土壤墒情监测仪局部结构B示意图。
具体实施方式
[0027]下面结合具体实施方式和附图说明对本技术的技术方案作进一步详细的描述。
[0028]如附图1、附图2并结合附图3所示，C表示土层表面， 管式多层土壤墒情监测仪，含有空心管体（5）、推头（10）、控制器壳体（2）、太阳能电池板（1）、液位传感器模块、温度传感器模块、湿度传感器模块、倾斜测试模块、聚合物电池（4）、主控PCB电路板（3）、土层电源选择模块、锂电池组（9）。
[0029]所述的主控PCB 电路板设置于所述的控制器壳体内部，具体地，主控PCB电路板上设有多路土层电源电路模块，受主控电路中微处理器控制，需要测那一层土壤的温度和湿度，选通该土层电源电路，使用场效应管IRLML6401和NPN型小功率三极管S9013选通不同的土层电源，电源选通后，即可实现该层土壤温、湿度参数的采集。
[0030]所述的太阳能电池板设置于控制器壳体外部，用于向控制器壳体内的聚合物电池充电。
[0031]所述太阳能电池板向所述聚合物电池充电，具体地，使用SGM40560充电管理芯片，配合双电压比较器LM393实现充电电流管理。
[0032]所述的聚合物电池设于所述控制器壳体内部，用于向主控PCB电路板提供工作电源。
[0033]所述的空心管体内设有多个温度传感器模块，多个湿度传感器模块、多个温度采集模块及多个湿度采集模块；
[0034]温度采集模块、湿度采集模块、液位传感器模块、倾斜测试模块均与主控PCB电路板连接通信；
[0035]所述锂电池组作为备用电池，具体地，锂电池组放置于空心管体内侧下端，接近推头的一端固定；
[0036]如附图3所示：所述湿度传感器模块由传感器采样板（8）和金属环（6）组成，所述传感器采样板上套设有一对金属环；
[0037]所述金属环的数量为多对，且多对金属环沿着所述空心管体的长度方向彼此间隔设置在所述空心管体内。具体地，空心管体内设有多个湿度传感器模块，每一个湿度传感器模块均由一个压控振荡器芯片MC100EL1648DTR2G和一对金属环组成，压控振荡器芯片MC100EL1648DTR2G配合金属环组成的电容C、电感L实现振荡。测量原理：基于FDR频域反射原理，利用LC电路的振荡，根据电磁波在不同介质中振荡频率的变化来测定介质的介电常数，通过一定的对应关系计算出土壤水分。通过湿度传感器埋进土壤中，土壤湿度变化时对应的土壤介电常数不同，湿度传感器的电容量也随着变化，间接改变了振荡器的振荡频率，实现电容量的变化来测出水分含量。
[0038]所述的温度传感器模块使用高精度NTC测温电阻；具体地，温度传感器模块采用测温电阻及其外围电路测得该层土壤温度参数，由温度采集电路采集该层土壤温度参数后，输送给主控电路板中的微处理器进行数据处理。
[0039]所述的湿度传感器模块中的传感器采样板固定于空心管体所设的传感器支架（7），且每个湿度传感器之间距离为10厘米。温度传感器模块所使用的的高精度NTC测温电阻焊接在传感器采样板上。
[0040]所述的湿度采集模块本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.管式多层土壤墒情监测仪，含有空心管体、推头、控制器壳体、太阳能电池板、温度采集模块、湿度采集模块、液位传感器模块、温度传感器模块、湿度传感器模块、倾斜测试模块、聚合物电池、主控PCB电路板、锂电池组，其特征是：所述的主控PCB 电路板设置于所述的控制器壳体内部；所述的太阳能电池板设置于控制器壳体外部；所述太阳能电池板向所述聚合物电池充电；所述的聚合物电池设于所述控制器壳体内部，用于向主控PCB电路板提供工作电源；所述锂电池组作为备用电池，置于空心管体下端位置；所述的温度采集模块、湿度采集模块、液位传感器模块、倾斜测试模块均与主控PCB电路板连接通信；所述湿度传感器模块由传感器采样板和金属环组成，所述传感器采样板上设有一对金属环；所述的温度传感器模块使用高精度NTC测温电阻；所述的倾斜测试模块采用KXTJ3<...

【专利技术属性】
技术研发人员：费战波，张毅，张庆磊，朱明海，
申请(专利权)人：新天科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：