CN106525140B - 一种土壤监测器 - Google Patents

Abstract

本发明属于土壤监测器技术领域，提供了一种土壤监测器，所述土壤监测器包括壳体、推杆、伸缩杆、钻土装置，所述壳体、推杆、伸缩杆、钻土装置顺次连接，所述壳体与所述推杆活动连接，所述壳体内部设有显示单元和监测单元，所述显示单元和监测单元电连接，所述推杆与所述伸缩杆一端垂直连接，所述伸缩杆的另一端与所述钻土装置螺接。本发明功能多样，使用简便，方便携带，便于储存。

Description

一种土壤监测器

技术领域

本发明涉及土壤监测设备领域，具体地，涉及一种土壤监测器。

背景技术

农业种植产业中，植物生长环境的优劣直接影响到植物的生长状况，对植物生长环境进行实时监测尤为重要。土壤中含有适量水分是植物生长的基本条件，土壤水分测量也是实现 节水抗旱、墒情检测、定量灌溉的重要技术手段，因此，土壤水分的实时快速监测成为精准农业种植领域的关键技术之一。目前土壤湿度(土壤含水量)的检测方法主要有时域反射法 (TDR)、频域反射法(FDR)和驻波率法(SWR)。TDR技术通过测量插入土壤中的探针发出的电磁波在土壤中的传播时间来实现土壤湿度的测量，FDR技术通过探针感应电磁波在土壤中的传导和衰减来分析土壤湿度，SWR 技术则是通过电磁波在传输线上的驻波形状来感应土壤阻抗并进一步得到土 壤湿度。TDR土壤湿度测量仪可以实现实时测量、精度高，但是TDR涉及高速电信号分析，技术主要被欧美国家垄断，实现难度大，价格昂贵，例如美国进 口的一套TDR测量仪价格在2万美元左右。FDR技术虽然相对TDR来说简单一 些，但是目前在国内也主要依赖进口，因此其售价也高达数千美元。而SWR 技术实现相对简单，对于科研应用和小批量测试点来说可以满足要求，但是其价格仍然不适合大 规模推广，而且目前市场上的SWR产品无法独立工作，往往需要和外接系统 配合使用才能获得测量结果。

目前，我国土壤污染的总体形势不容乐观，部分地区土壤污染严重，土壤污染类型多样，呈现出新老污染物并存、无机有机复合污染的局面，土壤污染途径多，原因复杂，控制难度大，土壤环境监督管理体系不健全，土壤污染防治投入不足，全社会土壤污染防治的意识不强，由土壤污染引发的农产品质量安全问题和群体性事件逐年增多，成为影响群众身体健康和社会稳定的重要因素。随着精准农业的发展，需要掌握土壤有害元素分布情况，并将有害元素分布点的信息结合地理位置信息进行汇总处理，最终生成土壤有害元素分布图来反应土壤污染情况，指导生产。

针对现有土壤参数监测装置功能单一的情况，使用不便，储存时各部件摆放杂乱，不便于管理的情况，有必要设计一种多功能的土壤参数的监测装置，以精准、简便、快捷地获取土壤的参数信息，及时调整农作物种植。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种土壤监测器，旨在解决现有土壤监测器功能单一、使用不便、携带不便和存储不便的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种土壤监测器，所述土壤监测器包括壳体、推杆、伸缩杆、钻土装置，所述壳体、推杆、伸缩杆、钻土装置顺次连接，所述壳体与所述推杆活动连接，所述壳体内部设有显示单元和监测单元，所述显示单元和监测单元电连接，所述推杆与所述伸缩杆垂直连接，并位于所述伸缩杆一端，所述伸缩杆的另一端与所述钻土装置螺接，所述壳体底部开孔。所述壳体与所述推杆活动连接，所述推杆可从所述壳体上拆卸下来，监测过程中需要破土时，即可将所述壳体拆卸，仅对所述推杆施加压力，通过钻土装置破土，不需要破土或者携带的时候，便将所述推杆装到所述壳体上，方便携带，也不会出现再次使用时找不到所述推杆或所述壳体的情况，便于储存管理；所述伸缩杆可根据需要调节长度，以便满足不同土壤环境和采集深度的要求。

优选地，所述显示单元的显示屏上设有横向光栅条纹和竖向光栅条纹，所述横向光栅条纹在横向上遮挡液晶显示屏的像素，所述竖向光栅条纹在竖直向上遮挡液晶显示屏的子像素。所述竖向光栅条纹的屏障和狭缝的宽度均小于所述液晶显示屏子像素的宽度，所述显示单元还包括驱动电路和控制器，所述控制器与所述驱动电路电连接，所述控制器根据显示指令控制所述驱动电路向所述液晶显示屏输出驱动电压。由于设置所述横向光栅条纹和所述竖向光栅条纹，并可通过控制器控制驱动电路使得上述两种光栅条纹择一显示或者两者均不显示，从而可选择使横向光栅条纹在横向上遮挡液晶显示屏的像素或竖向光栅条纹在竖直向上遮挡液晶显示屏的子像素，这样经过选择性遮拦，光栅显示屏的屏障和狭缝控制透射的光线分别进入人的左、右眼，左、右眼形成视觉差，人脑将接收到的图像信息合成后产生3D效果，从而实现3D显示，观看时不会导致眼疲劳。

优选地，所述监测单元设有传感器，所述传感器的探头折叠放置于所述壳体内。使用时可将所述探头从所述壳体底部上开设的孔中抽出，不使用时便将所述探头折叠存放于所述壳体内，降低探头被损坏的几率，同时便于携带。

优选地，所述传感器为温度传感器、湿度传感器或PH计任意组合。可实时、精确地监测土壤的温湿度、酸碱度情况，监测出的数据传输到所述控制器中进行处理后，通过所述显示器显示出来。

优选地，所述监测单元设有地理信息定位装置。可事实定位监测地点的分布信息，通过控制器出来并存储，便于后期对数据进行加工和处理。

优选地，所述地理信息定位装置为GPS定位系统。

优选地，所述伸缩杆由内中空杆和外中空杆嵌套而成，所述伸缩杆通过所述内中空杆一端与所述钻土装置螺接，所述内中空杆与所述钻土装置螺接的一端外部设有螺纹，所述外中空杆接近所述钻土装置的一端设有盖子，所述内中空杆的外部设有滑槽，所述外中空杆的内部设有滑轨，所述外中空杆沿所述内中空杆外部滑动。所述盖子盖上后，同时所述内中空杆的另一端与所述推杆连接，所述内中空杆被所述推杆封闭，于是形成了一个容积空间，用于盛装采集到的土壤样品，将土壤样品带回后通过化学实验对其进行重金属污染情况的分析；所述内中空杆与所述钻土装置螺接的一端外部设有螺纹，可实现所述钻土装置与所述内中空杆的固定连接，不进行破土时，方便携带和存储；所述内中空杆的外部设有滑槽，所述外中空杆的内部设有滑轨，所述外中空杆沿所述内中空杆外部滑动，可根据需要调节长度，以便适用不同土壤环境和采集深度的要求。

优选地，所述外中空杆一端固设有夹紧装置。当所述伸缩杆的长度满足需要时，可将所述外中空杆固定在所述内中空杆上，以便使所述钻土装置到达所需要的深度，进而破土。

优选地，所述夹紧装置为夹子。

优选地，所述钻土装置第一部分设有内螺纹，与所述内中空杆的外部螺纹相对应，第二部分为尖部，所述第一部分与所述第二部分连接。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

（1）本发明所述壳体与所述推杆活动连接，所述推杆可从所述壳体上拆卸下来，监测过程中需要破土时，即可将所述推杆拆卸，仅对所述推杆施加压力，通过钻土装置破土，不需要破土或者携带的时候，便将所述推杆装到所述壳体上，方便携带，也不会导致再次使用时找不到所述推杆或所述壳体，便于收藏管理；伸缩杆可根据需要调节长度，以便适用不同土壤环境和采集深度的要求；

（2）本发明由于横向光栅条纹和竖向光栅条纹，并可通过控制器控制驱动电路使得上述两种光栅条纹择一显示或者两者均不显示，从而可选择使横向光栅条纹在横向上遮挡液晶显示屏的像素或竖向光栅条纹在竖直向上遮挡液晶显示屏的子像素，这样经过选择性遮拦，光栅显示屏的屏障和狭缝控制透射的光线分别进入人的左、右眼，左、右眼形成视觉差，人脑将接收到的图像信息合成后产生3D效果，从而实现3D显示，观看时不会导致眼疲劳；

（3）本发明所述监测单元设有传感器，所述传感器的探头折叠放置于所述壳体内。使用时可将所述探头从所述壳体底部上开设的孔中抽出，不使用时便将所述探头折叠存放于所述壳体内，降低探头被损坏的几率，同时便于携带；

（4）本发明所述传感器为温度传感器、湿度传感器或PH计任意一种。可实时、精确地监测土壤的温湿度、酸碱度情况，监测出的数据传输到所述控制器中进行处理后，通过所述显示器显示出来；

（5）本发明所述监测单元设有地理信息定位装置。可事实定位监测地点的分布信息，通过控制器出来并存储，便于后期对数据进行加工和处理；

（6）本发明所述伸缩杆由内中空杆和外中空杆嵌套而成，所述伸缩杆通过所述内中空杆一端与所述钻土装置螺接，所述内中空杆与所述钻土装置螺接的一端外部设有螺纹，所述外中空杆接近所述钻土装置的一端设有盖子，所述内中空杆的外部设有滑槽，所述外中空杆的内部设有滑轨，所述外中空杆沿所述内中空杆外部滑动。所述盖子盖上后，同时所述内中空杆的另一端与所述推杆连接，则形成了一个容积空间，用于盛装采集到的土壤样品，将土壤样品带回后通过化学实验对其进行重金属污染情况的分析；所述内中空杆与所述钻土装置螺接的一端外部设有螺纹，可实现所述钻土装置与所述内中空杆的固定连接，不进行破土时，方便携带和存储；所述内中空杆的外部设有滑槽，所述外中空杆的内部设有滑轨，所述外中空杆沿所述内中空杆外部滑动，可根据需要调节长度，以便适用不同土壤环境和采集深度的要求；

（7）本发明所述外中空杆一端固设有夹紧装置。当所述伸缩杆的长度满足需要时，可将所述外中空杆固定在所述内中空杆上，以便使所述钻土装置到达所需要的深度，进而破土；

（8）本发明功能多，使用简便，方便携带，便于存储。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实施例提供的一种土壤监测器结构示意图；

图2为图1所示显示单元的局部放大示意图；

图3为本实施例提供的显示单元显示原理示意图；

图中标记为：壳体1、推杆2、伸缩杆3、钻土装置4、显示单元5、横向光栅条纹51、竖向光栅条纹52、监测单元6、地理信息定位装置61、传感器62、控制器7、内中空杆8、外中空杆9、螺纹10、滑槽11、夹紧装置12、第一部分13、第二部分14。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

实施例

结合图1、图2和图3，本实施例提供的土壤监测器，所述土壤监测器包括壳体1、推杆2、伸缩杆3、钻土装置4，所述壳体1、推杆2、伸缩杆3、钻土装置4顺次连接，所述壳体1与所述推杆2活动连接，所述壳体1内部设有显示单元5和监测单元6，所述显示单元5和监测单元6电连接，所述推杆2与所述伸缩杆3垂直连接，并位于所述伸缩杆3一端，所述伸缩杆3的另一端与所述钻土装置4螺接，所述壳体1底部开孔（图中未画出）。所述壳体1与所述推杆2活动连接，可采用螺接等具有等同效果的活动连接方式。所述推杆2可从所述壳体1上拆卸下来，监测过程中需要破土时，即可将所述壳体1拆卸，仅对所述推杆2施加压力，通过钻土装置4破土，不需要破土或者携带的时候，便将所述推杆2装到所述壳体上，方便携带，也不会出现再次使用时找不到所述推杆2或所述壳体1的情况，便于储存管理；所述伸缩杆3可根据需要调节长度，以便满足不同土壤环境和采集深度的要求。所述监测单元6设有传感器62，作为本实施例的优选方式，所述传感器62为温度传感器、湿度传感器或PH计任意组合，当然还可以设置其他可以进行土壤监测的传感器种类。可实时、精确地监测土壤的温湿度、酸碱度情况，监测出的数据传输到所述控制器7中进行处理后，通过所述显示单元5显示出来。所述传感器的探头（图中未画出）折叠放置于所述壳体1内。使用时可将所述探头从所述壳体1底部上开设的孔中抽出，不使用时便将所述探头折叠存放于所述壳体1内，降低探头被损坏的几率，同时便于携带。所述监测单元6设有地理信息定位装置61。可事实定位监测地点的分布信息，通过控制器7出来并存储，便于后期对数据进行加工和处理。作为本实施例的优选方式，所述地理信息定位装置61为GPS定位系统。

所述显示单元5的显示屏上设有横向光栅条纹51和竖向光栅条纹52，所述横向光栅条纹51在横向上遮挡液晶显示屏的像素，所述竖向光栅条纹52在竖直向上遮挡液晶显示屏的子像素。所述竖向光栅条纹52的屏障和狭缝的宽度均小于所述液晶显示屏子像素的宽度，所述显示单元5还包括驱动电路（图中未画出）和控制器7，所述控制器7与所述驱动电路电连接，所述控制器7根据显示指令控制所述驱动电路向所述液晶显示屏输出驱动电压。由于设置所述横向光栅条纹51和所述竖向光栅条纹52，并可通过控制器7控制驱动电路使得上述两种光栅条纹择一显示或者两者均不显示，从而可选择使横向光栅条纹51在横向上遮挡液晶显示屏的像素或竖向光栅条纹52在竖直向上遮挡液晶显示屏的子像素，这样经过选择性遮拦，光栅显示屏的屏障和狭缝控制透射的光线分别进入人的左、右眼，左、右眼形成视觉差，人脑将接收到的图像信息合成后产生3D效果，从而实现3D显示，观看时不会导致眼疲劳。

所述伸缩杆3由内中空杆8和外中空杆9嵌套而成，所述伸缩杆3通过所述内中空杆8一端与所述钻土装置4螺接，所述内中空杆6与所述钻土装置4螺接的一端外部设有螺纹10，所述外中空杆9接近所述钻土装置4的一端设有盖子（图中未画出），所述内中空杆8的外部设有滑槽11，所述外中空杆9的内部设有滑轨（图中未画出），所述外中空杆9沿所述内中空杆8外部滑动。所述盖子盖上后，同时所述内中空杆8的另一端与所述推杆2连接，所述内中空杆8被所述推杆2封闭，于是形成了一个容积空间，用于盛装采集到的土壤样品，将土壤样品带回后通过化学实验对其进行重金属污染情况的分析；所述内中空杆8与所述钻土装置4螺接的一端外部设有螺纹，可实现所述钻土装置4与所述内中空杆8的固定连接，不进行破土时，方便携带和存储；所述内中空杆8的外部设有滑槽11，所述外中空杆9的内部设有滑轨，所述外中空杆9沿所述内中空杆8外部滑动，可根据需要调节长度，以便适用不同土壤环境和采集深度的要求。

所述外中空杆9一端固设有夹紧装置12。作为本实施例的优选方式，所述夹紧装置12为夹子，当然也可以选择使用其他具有加紧和固定作用的装置。当所述伸缩杆3的长度满足需要时，可将所述外中空杆9固定在所述内中空杆8上，以便使所述钻土装置4到达所需要的深度，进而破土。优选地，所述钻土装置4第一部分13设有内螺纹（图中未画出），与所述内中空杆8的外部螺纹10相对应，第二部分14为尖部，所述第一部分13与所述第二部分14连接。

本发明的使用方法：首先选择待监测土壤地点，将所述客体卸掉，滑动所述外中空杆，使所述伸缩杆达到所需要的长度，通过所述夹紧装置将所述外中空杆固定在所述内中空杆上，此时对所述推杆施加外力并用所述钻土装置破土并使其深入土壤中，然后拔出所述钻土装置，土壤留下坑，将所述传感器探头抽出并将其放入坑中监测，监测后的数据存储到所述控制器中，监测完成后将所述钻土装置卸下，取适量土壤并放入所述内中空杆中，盖上盖子，装上所述钻土装置，再将所述壳体与所述推杆连接，最终形成一体。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (7)

1.一种土壤监测器，其特征在于：所述土壤监测器包括壳体、推杆、伸缩杆、钻土装置，所述壳体、推杆、伸缩杆、钻土装置顺次连接，所述壳体与所述推杆活动连接，所述壳体内部设有显示单元和监测单元，所述显示单元和监测单元电连接，所述推杆与所述伸缩杆垂直连接，并位于所述伸缩杆一端，所述伸缩杆的另一端与所述钻土装置螺接，所述壳体底部开孔，所述伸缩杆由内中空杆和外中空杆嵌套而成，所述伸缩杆通过所述内中空杆一端与所述钻土装置螺接，所述内中空杆与所述钻土装置螺接的一端外部设有螺纹，所述外中空杆接近所述钻土装置的一端设有盖子，所述内中空杆的外部设有滑槽，所述外中空杆的内部设有滑轨，所述外中空杆沿所述内中空杆外部滑动，所述钻土装置第一部分设有内螺纹，与所述内中空杆的外部螺纹相对应，第二部分为尖部，所述第一部分与所述第二部分连接，所述外中空杆一端固设有夹紧装置。

2.根据权利要求1所述的土壤监测器，其特征在于：所述显示单元的显示屏上设有横向光栅条纹和竖向光栅条纹，所述横向光栅条纹在横向上遮挡液晶显示屏的像素，所述竖向光栅条纹在竖直向上遮挡液晶显示屏的子像素，所述竖向光栅条纹的屏障和狭缝的宽度均小于所述液晶显示屏子像素的宽度，所述显示单元还包括驱动电路和控制器，所述控制器与所述驱动电路电连接，所述控制器根据显示指令控制所述驱动电路向所述液晶显示屏输出驱动电压。

3.根据权利要求1所述的土壤监测器，其特征在于：所述监测单元设有传感器，所述传感器的探头折叠放置于所述壳体内。

4.根据权利要求3所述的土壤监测器，其特征在于：所述传感器为温度传感器、湿度传感器或PH计的任意组合。

5.根据权利要求1所述的土壤监测器，其特征在于：所述监测单元设有地理信息定位装置。

6.根据权利要求5所述的土壤监测器，其特征在于：所述地理信息定位装置为GPS定位系统。

7.根据权利要求1所述的土壤监测器，其特征在于：所述夹紧装置为夹子。