CN104536004A - 农业土地平整度测量仪及其测量方法 - Google Patents
农业土地平整度测量仪及其测量方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104536004A CN104536004A CN201510003658.2A CN201510003658A CN104536004A CN 104536004 A CN104536004 A CN 104536004A CN 201510003658 A CN201510003658 A CN 201510003658A CN 104536004 A CN104536004 A CN 104536004A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- guide rail
- singlechip
- ultrasonic
- rail supporting
- chip microcomputer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 238000005259 measurement Methods 0.000 title abstract description 24
- 210000003934 vacuole Anatomy 0.000 claims description 7
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims description 5
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 claims 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 abstract 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 description 1
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 238000003971 tillage Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
- G01S15/88—Sonar systems specially adapted for specific applications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
- G01S15/02—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems using reflection of acoustic waves
- G01S15/06—Systems determining the position data of a target
- G01S15/08—Systems for measuring distance only
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Abstract
本发明涉及测量技术领域,特别涉及一种农业土地平整度的测量仪及其测量方法。所述农业土地平整度测量仪包括支架部分、单片机(1)、超声波收发器(3)、温度传感器和数码显示管;其中,所述支架部分中,导轨支撑脚(11)与导轨支撑横梁(6)连接,二者的相接处由固紧片(10)包裹并用把手(5)固定;导轨支撑横梁(6)通过孔与导轨(8)配合;滑块(9)滑动布置在导轨(8)上;单片机(1)安装在单片机主板(7)上,单片机主板(7)布置在滑块(9)上方;单片机主板(7)上设有温度传感器和数码显示管;超声波收发器(3)布置在滑块(9)下方。本发明可在相对恶劣的环境下工作且不影响测量准确性,能一次性进行多点测量,效率高,数据可靠,仪器体积小、易组装,具有便携性。
Description
技术领域
本发明涉及测量技术领域,特别涉及一种农业土地平整度的测量仪及其测量方法。
背景技术
土地平整度是农机评价的一个重要指标,不仅在一定程度上反映了耕地机械和种床整备机械的作业质量,而且成为研究种子覆土深度、土壤风蚀和土壤节水灌溉的重要因素。
传统的土地平整度测量通常采用直接接触测量法,如尺杆法、插杆法、链条法、接触式针测法等,这些测量方法不仅需要大量的体力劳动,且直接接触土地表面进行测量容易破坏原有测量面,使数据可靠程度降低,因此,非接触测量成为土地平整度测量的研究方向。
农业田间测量从其工作的环境上分析,要求测量仪器具有一定的耐污特点。在众多非接触测量中,超声波测距具备在恶劣工作环境下正常工作的特性,且成本造价低、技术成熟。虽然超声波测距的精度相对较低,但仍然在农业土地平整度测量要求的精度范围内。而采用单片机作为运算控制元件,除了使仪器成本降低外,还有易推广、易维修的特点,其小功率的性质能提高仪器的续航能力,缩小电源部分所占的空间,从而增加仪器的便携性,并能满足超声波测距的运算要求。
发明内容
为解决农业土地平整度测量中接触测量所引起的问题,本发明的目的在于提供一种能够简化测量过程、提高测量效率的农业土地平整度测量仪及其测量方法。
为了达到上述目的,本发明提供了如下技术方案:
一种农业土地平整度测量仪,其包括支架部分、单片机1、超声波收发器3、温度传感器和数码显示管;其中,
所述支架部分包括导轨支撑横梁6、导轨8、滑块9和导轨支撑脚11;所述导轨支撑脚11与导轨支撑横梁6连接,二者的相接处由固紧片10包裹并用把手5固定;导轨支撑横梁6设有孔,通过孔与导轨8配合;滑块9滑动布置在导轨8上;
单片机1安装在单片机主板7上,单片机主板7通过螺纹布置在滑块9上方,并不与导轨8接触;单片机主板7上设有温度传感器和数码显示管;
超声波收发器3布置在滑块9下方,同时超声波收发器3不与导轨8接触。
所述导轨8上设有水平液泡12。
一种所述的农业土地平整度测量仪的测量方法,包括以下步骤:
a.将测量仪放置在待测土地上,调整导轨支撑脚11与导轨支撑横梁6的夹角,使导轨8上的水平液泡12处于中间位,拧紧把手5将导轨8固定;
b.打开单片机主板7的开关,使其通电,单片机主板7上的数码显示管会显示当前超声波收发器3与土地表面的垂直距离L,记录该数值;
c.调节滑块9在导轨8上的位置,沿着导轨8的直线进行多个点的测量,得到一组数据;
d.换待测土地上的另一位置,重复进行上述步骤可得到多组数据;
e.进行计算处理后得到待测土地的土地平整度。
在步骤b中,
单片机主板7控制超声波收发器3发射孔发出超声波,单片机1开始计时,超声波收发器3接收孔检测到有回波则停止计时,经历的时间为t;
这时,温度传感器测量环境温度并反馈给单片机1,单片机1利用公式:v=331.5+0.607T进行运算,得出当前温度下超声波的传播速度v;
然后,由单片机1计算出超声波收发器3与土地表面的垂直距离L,运算结果通过数码显示管显示,其中:
v为超声波在当前环境下的传播速度;
t为超声波收发器3发出超声波到接收所经历的时间;
s为超声波收发器3的超声波发射孔到接收孔的距离。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
本发明的土地平整度测量仪及其测量方法是基于单片机和超声波测距原理,不仅满足了测量的数据需要,而且具有高效、便携、续航能力强的特点;可在相对恶劣的环境下工作且不影响测量准确性,能一次性进行多点测量,效率高、数据可靠、仪器体积小、易组装、具有便携性。
附图说明
图1是本发明的农业土地平整度测量仪的结构示意图。
【主要组件符号说明】
1 单片机
3 超声波收发器
5 把手
6 导轨支撑横梁
7 单片机主板
8 导轨
9 滑块
10 固紧片
11 导轨支撑脚
12 水平液泡
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
如图1所示,本发明的农业土地平整度测量仪包括支架部分、单片机1、超声波收发器3、温度传感器和数码显示管。
所述支架部分起到支撑、调整高度和水平位置的作用,包括导轨支撑横梁6、导轨8、滑块9和导轨支撑脚11。其中,所述导轨支撑脚11与导轨支撑横梁6连接,二者的相接处由固紧片10包裹并用把手5固定,从而通过把手5可以调节导轨支撑脚11与导轨支撑横梁6的夹角,进而调节测量仪的高度和水平位置。导轨支撑横梁6设有孔,通过孔与导轨8配合,进而将导轨8支撑连接在导轨支撑横梁6上。滑块9滑动布置在导轨8上,导轨8上还设有水平液泡12。
单片机1安装在单片机主板7上,单片机主板7通过螺纹布置在滑块9上方,并不与导轨8接触。单片机主板7上设有温度传感器和数码显示管。
超声波收发器3布置在滑块9下方,同时超声波收发器3不与导轨8接触,仅仅与滑块9连接,以实现同一直线上的多点测量。
本发明的农业土地平整度测量仪在田间测量时:
a.将测量仪放置在待测土地上,调整导轨支撑脚11与导轨支撑横梁6的夹角,使导轨8上的水平液泡12处于中间位,拧紧把手5,将导轨支撑脚11与导轨支撑横梁6固定,进而将导轨8固定;
b.打开单片机主板7的开关,使其通电,单片机主板7上的数码显示管会显示当前超声波收发器3与土地表面的垂直距离L,记录该数值;
c.调节滑块9在导轨8上的位置,沿着导轨8的直线进行多个点的测量,得到一组超声波收发器3与土地表面的垂直距离L的数据;
d.换待测土地上的另一位置,重复进行上述步骤可得到多组数据;
e.进行计算处理后得到待测土地的土地平整度。
实施例
在本实施例中,导轨8与滑块9采用常见的HGW-25HC滑块配合长度为1000mm的HGW-25HC导轨,滑块9在导轨8上能流畅地直线滑动;单片机1采用STC89C52单片机作为数据处理核心,超声波收发器3采用HC-SR04超声波收发器,该型号超声波收发器的超声波发射孔到接收孔的距离s为固定值27mm,温度传感器采用DS18B20温度传感器。测量步骤为:
a.调整测量仪导轨8为水平;
b.打开单片机主板7的开关,使其通电,单片机主板7上的数码显示管会显示当前超声波收发器3与土地表面的垂直距离L,记录该数值;其中,
单片机主板7控制超声波收发器3发射孔发出超声波,单片机1开始计时,超声波收发器3接收孔检测到有回波则停止计时,经历的时间为t;
这时,温度传感器测量环境温度并反馈给单片机1,单片机1利用公式:v=331.5+0.607T进行运算,准确得出当前温度下超声波的传播速度v,增加测量精确度;
然后,由单片机1计算出超声波收发器3与土地表面的垂直距离L,运算结果通过数码显示管显示,其中:
v为超声波在当前环境下的传播速度;
t为超声波收发器3发出超声波到接收所经历的时间;
s为超声波收发器3的超声波发射孔到接收孔的距离;
c.调节滑块9在导轨8上的位置,沿着导轨8的直线进行多个点的测量,得到一组超声波收发器3与土地表面的垂直距离L的数据;
d.换待测土地上的另一位置,重复进行上述步骤得到多组数据;
e.进行计算处理后得到待测土地的土地平整度。
Claims (4)
1.一种农业土地平整度测量仪,其特征在于:
其包括支架部分、单片机(1)、超声波收发器(3)、温度传感器和数码显示管;其中,
所述支架部分包括导轨支撑横梁(6)、导轨(8)、滑块(9)和导轨支撑脚(11);所述导轨支撑脚(11)与导轨支撑横梁(6)连接,二者的相接处由固紧片(10)包裹并用把手(5)固定;导轨支撑横梁(6)设有孔,通过孔与导轨(8)配合;滑块(9)滑动布置在导轨(8)上;
单片机(1)安装在单片机主板(7)上,单片机主板(7)通过螺纹布置在滑块(9)上方,并不与导轨(8)接触;单片机主板(7)上设有温度传感器和数码显示管;
超声波收发器(3)布置在滑块(9)下方,同时超声波收发器(3)不与导轨(8)接触。
2.根据权利要求1所述的农业土地平整度测量仪,其特征在于:
所述导轨(8)上设有水平液泡(12)。
3.一种使用如权利要求1-3之一所述的农业土地平整度测量仪的测量方法,其特征在于:包括以下步骤:
a.将测量仪放置在待测土地上,调整导轨支撑脚(11)与导轨支撑横梁(6)的夹角,使导轨(8)上的水平液泡(12)处于中间位,拧紧把手(5)将导轨(8)固定;
b.打开单片机主板(7)的开关,使其通电,单片机主板(7)上的数码显示管会显示当前超声波收发器(3)与土地表面的垂直距离L,记录该数值;
c.调节滑块(9)在导轨(8)上的位置,沿着导轨(8)的直线进行多个点的测量,得到一组数据;
d.换待测土地上的另一位置,重复进行上述步骤可得到多组数据;
e.进行计算处理后得到待测土地的土地平整度。
4.如权利要求3所述的测量方法,其特征在于:
在步骤b中,
单片机主板(7)控制超声波收发器(3)发射孔发出超声波,单片机(1)开始计时,超声波收发器(3)接收孔检测到有回波则停止计时,经历的时间为t;
这时,温度传感器测量环境温度并反馈给单片机(1),单片机(1)利用公式:v=331.5+0.607T进行运算,得出当前温度下超声波的传播速度v;
然后,由单片机(1)计算出超声波收发器(3)与土地表面的垂直距离L,运算结果通过数码显示管显示,其中:
v为超声波在当前环境下的传播速度;
t为超声波收发器(3)发出超声波到接收所经历的时间;
s为超声波收发器(3)的超声波发射孔到接收孔的距离。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510003658.2A CN104536004A (zh) | 2015-01-05 | 2015-01-05 | 农业土地平整度测量仪及其测量方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510003658.2A CN104536004A (zh) | 2015-01-05 | 2015-01-05 | 农业土地平整度测量仪及其测量方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN104536004A true CN104536004A (zh) | 2015-04-22 |
Family
ID=52851566
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201510003658.2A Pending CN104536004A (zh) | 2015-01-05 | 2015-01-05 | 农业土地平整度测量仪及其测量方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN104536004A (zh) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106198369A (zh) * | 2016-06-30 | 2016-12-07 | 水利部牧区水利科学研究所 | 一种土壤风蚀测量装置及土壤风蚀测量方法 |
CN107103822A (zh) * | 2017-06-08 | 2017-08-29 | 天津农学院 | 一种具备多种检测功能的超声波实验设备及其应用 |
CN107505620A (zh) * | 2017-08-18 | 2017-12-22 | 河南科技大学 | 沟形测绘装置 |
CN107869973A (zh) * | 2017-12-11 | 2018-04-03 | 湖南太子化工涂料有限公司 | 一种水性油漆表面质量检测方法 |
CN111307085A (zh) * | 2020-03-10 | 2020-06-19 | 安康学院 | 一种基于工件表面平整度检测用超声换能器 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5617645A (en) * | 1995-05-02 | 1997-04-08 | William R. W. Wick | Non-contact precision measurement system |
ES2161606A1 (es) * | 1999-05-25 | 2001-12-01 | Univ Almeria | Maquina para medir la rugosidad de suelos agricolas |
CN202149763U (zh) * | 2011-08-09 | 2012-02-22 | 山东兴华建设集团有限公司 | 一种地面平整度测试装置 |
CN102706295A (zh) * | 2012-06-29 | 2012-10-03 | 中国科学院遥感应用研究所 | 一种地表粗糙度测量系统及测量方法 |
CN203758469U (zh) * | 2014-03-14 | 2014-08-06 | 南京农业大学 | 非接触式激光地面不平度仪 |
-
2015
- 2015-01-05 CN CN201510003658.2A patent/CN104536004A/zh active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5617645A (en) * | 1995-05-02 | 1997-04-08 | William R. W. Wick | Non-contact precision measurement system |
ES2161606A1 (es) * | 1999-05-25 | 2001-12-01 | Univ Almeria | Maquina para medir la rugosidad de suelos agricolas |
CN202149763U (zh) * | 2011-08-09 | 2012-02-22 | 山东兴华建设集团有限公司 | 一种地面平整度测试装置 |
CN102706295A (zh) * | 2012-06-29 | 2012-10-03 | 中国科学院遥感应用研究所 | 一种地表粗糙度测量系统及测量方法 |
CN203758469U (zh) * | 2014-03-14 | 2014-08-06 | 南京农业大学 | 非接触式激光地面不平度仪 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
曹苗苗 等: "超声液位传感器的实验研究", 《第六届全国高等学校物理实验教学研讨会论文集(下)》 * |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106198369A (zh) * | 2016-06-30 | 2016-12-07 | 水利部牧区水利科学研究所 | 一种土壤风蚀测量装置及土壤风蚀测量方法 |
CN106198369B (zh) * | 2016-06-30 | 2019-06-28 | 水利部牧区水利科学研究所 | 一种土壤风蚀测量装置及土壤风蚀测量方法 |
CN107103822A (zh) * | 2017-06-08 | 2017-08-29 | 天津农学院 | 一种具备多种检测功能的超声波实验设备及其应用 |
CN107505620A (zh) * | 2017-08-18 | 2017-12-22 | 河南科技大学 | 沟形测绘装置 |
CN107869973A (zh) * | 2017-12-11 | 2018-04-03 | 湖南太子化工涂料有限公司 | 一种水性油漆表面质量检测方法 |
CN111307085A (zh) * | 2020-03-10 | 2020-06-19 | 安康学院 | 一种基于工件表面平整度检测用超声换能器 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104536004A (zh) | 农业土地平整度测量仪及其测量方法 | |
CN102175887B (zh) | 移动式超声波风速风向仪及测量风速风向的方法 | |
CN103163324B (zh) | 一种风电场三维超声波风速温度检测系统及其测量方法 | |
CN103575928B (zh) | 水库渗漏多普勒探测仪 | |
CN207351966U (zh) | 金属板材的自动化超声检测设备及系统 | |
CN203687887U (zh) | 激光雪深测量仪 | |
CN109506727A (zh) | 一种超声波流量测量方法及低功耗超声波流量计 | |
CN111044755B (zh) | 一种便携式超声波明渠水位自动跟踪测流装置 | |
CN203117060U (zh) | 一种土壤硬度计 | |
CN102072925A (zh) | 一种基质湿度、电导率原位检测仪及用于盐分测定的方法 | |
CN105004413A (zh) | 用于水下目标定位的声传播路径综合速度测定方法与装置 | |
CN103499375A (zh) | 一种基于时延法测距的高精度超声波液位计 | |
CN102841343A (zh) | 一种基于工控机的回声测深仪校准系统及其校准方法 | |
CN201984080U (zh) | 移动式超声波风速风向仪 | |
CN201740514U (zh) | 测量两点之间距离的装置 | |
CN201974399U (zh) | 一种基质湿度、电导率原位检测仪 | |
CN203519112U (zh) | 一种基于时延法测距的高精度超声波液位计 | |
CN203350247U (zh) | 一种多点式土壤水分传感器 | |
CN206563754U (zh) | 一种旋浆式流速仪和声学多普勒流速仪移动装置 | |
CN209043205U (zh) | 一种高精度两孔间中心距测量仪 | |
CN101936953B (zh) | 基于管道时延的果汁糖组分浓度测量系统及方法 | |
CN209014131U (zh) | 一种接收换能器角度可变的声速测定仪 | |
CN203133279U (zh) | 超音波式水下定位测量系统 | |
CN216446901U (zh) | 偶极子发射传感器能量发射方向探测装置 | |
CN202710048U (zh) | 连通器式水平仪 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20150422 |