一种探测土壤突变振动波的传感器装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种探测土壤突变振动波的传感器装置。土壤中存在机械破裂、土壤颗粒挤压断裂、根系生长压迫、昆虫移动咬切等形成的弹性波事件，简称AE事情；检测这一AE事件可以拓展土壤中的生态研究手段，发现土壤中根系的正常生长、害虫的行为方式等。害虫的行为方式等。害虫的行为方式等。

【技术实现步骤摘要】
一种探测土壤突变振动波的传感器装置


[0001]一种探测土壤突变振动波的传感器装置，属于农业电子领域。

技术介绍

[0002]传统破坏式土壤传感器，主要有机电式[1]、光机电式[2]、雷达式[3]以及实验室法[4]，都不能实时发现土壤中的事件发生；本专利技术通过土壤破裂振动波的探测，实现土壤破裂波定向感知，土壤破裂波振动频率在10Hz到2KHz之间，而造成土壤破裂的事件包括根生长（低频）、昆虫移动（低中频）、咬切（中高频）、气泡压迫（窄频）等；通过对土壤中土壤的破裂振动波事件的探测，可形成土壤观察与活动感知的基础性器件或设备装置；【参考文献】[1] Whelan B，Sun Y，Zeng Q，et al．Paddock
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scale draught resist ance and soil moisture measurement in Australia using a tine based force/capacitance sensing system．Proceedings of the 1
st Global Workshop on High Resolution Digital Soil Sensing and Mapping，held under the auspices of the International Union of Soil Sciences(IUSS)，Working Group on Digital Soil Mapping， Sydney，Australia，5
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8 February 2008.[2] Adamchuk V I．Development of on
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the
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go soil sensor systems 2008．Proceedings of the 1st Global Workshop on High Resolu tion Digital Soil Sensing and Mapping，held under the auspices of the International Union of Soil Sciences(IUSS)，Working Group on Digital Soil Mapping，Sydney，Australia，5
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8 February 2008.[3]专利《一种基于超宽带雷达的土壤含水量测量方法》，CN104062654B.[4]专利《一种土壤根系成像监测仪》（在审），CN110441303A。

技术实现思路

[0003]土壤中存在机械破裂、土壤颗粒挤压断裂、根系生长压迫、昆虫移动咬切等形成的弹性波事件，简称AE事情；检测这一AE事件可以拓展土壤中的生态研究手段，发现土壤中根系的正常生长、害虫的行为方式等；专利技术通过低阻尼探测杆降低AE事件在杆上感测损耗，使用杆内声振动传感器，形成AE事件探测；如（图1）土壤中的AE波频率范围在10~10KHz之间，弹性波介于土壤中传递，到达测试杆后转换为振动腔声振动，并在振动杆上压电陶瓷片上产生电信号，信号通过放大器放大后，通过AE分类滤波形成输出；测试杆由突出针状物，形成土壤尽可能大的接触面层，压电陶瓷使用一体设计，在接触面反层粘胶粘上；如（图2）对应材料与机械尺寸如下表所示（图3）本装置依据轻质材料感知伸杆101插入土壤，与盒体102曲面构成一体，传递接收
土壤振动波到与压电陶瓷元件金属面103平表面，压电陶瓷元件在接受振动后，形成压电转换通过导线105输出应用；感知伸杆101与盒体102由同一种轻质材料组成，如杨树（木头）、资料、橡胶等非金属一体形成，所构成的感知面压入土壤，并填充压实；如（图4）已经完成的测试中，利用离开接收器20CM、100CM、300CM处，使用直径5MM圆柱体插入土壤2CM，在导线输出端接入高阻（10MΩ，33
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37dB可调）信号放大器后，输出值信号峰值（电压）：如（图5）探测范围可达5米范围左右，属于较有效的土壤振动波感知装置。
附图说明
[0004]图1 探测土壤突变振动波的传感器装置示意图；图2 机械尺寸示意图；图3 主要部位机械尺寸范围；图4 装置在测试监听土壤中的进入方式；图5 输出值信号峰值（电压）。
[0005]实施方式感知伸杆101与盒体102由同一种轻质材料组成，如杨树（木头）、资料、橡胶等非金属一体形成，所构成的感知面压入土壤，并填充压实，如图4所示。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.《一种探测土壤突变振动波的传感器装置》，通过构造与土壤紧密接触的互感结构101、102，使用转换器件103、104形成振动波转换为电信号，输出土壤振动波的电信号。通过选择轻质材料结合感知伸杆101与曲面102一体加工，减小了土壤振动波的损耗；通过选择大直径压电陶瓷元件（100MM以上）粘贴102后，有效覆盖低频振动波频率范围，符合感知土壤振动波所需的范围，并有效测试到土壤振动波破裂（电）信号。2.根据权利要求1所述的土壤紧密接触的互感结构101、102，其特征是使用感知伸杆101与球冠102一体的结构形式，与相应机械尺寸图2。3.根据权利要求1所述的轻质材料结合感知伸杆101与曲面102一体加工，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，
申请(专利权)人：安徽青囊科技有限公司，
类型：发明
国别省市：