CN113075387A - 一种土壤湿度含水率仪器的检测装置及其测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种土壤湿度含水率仪器的检测装置及其测量方法。所述土壤湿度含水率仪器的检测装置，包括方形杆，方形杆的表面设置有刻度，并且方形杆的一端固定连接有钻头；滑动组件，所述滑动组件固定于所述方形杆的表面，所述滑动组件包括滑动块，滑动块的内部开设有固定槽，本发明涉及土壤湿度检测技术领域，该土壤湿度含水率仪器的检测装置及其测量方法通过湿度检测模块对土壤中的湿度进行检测，然后通过数据传输模块将检测数据传输至处理器模块中，处理器模块通过数据的分析和计算，可以直接算出需要灌溉的水量，然后将灌溉的水量通过显示模块显示出来，避免了检测完成后需要人工对数据记录，然后在通过人工计算的麻烦。

Description

一种土壤湿度含水率仪器的检测装置及其测量方法

技术领域

本发明涉及土壤湿度检测技术领域，具体为一种土壤湿度含水率仪器的检测装置及其测量方法。

背景技术

土壤湿度亦称土攘含水率，表示土壤干湿程度的物理量，是土壤含水量的一种相对变量，通常用土壤含水量占干土重的百分数是示，亦称土壤质量湿度，通常说的土攘湿度，即指质量湿度，还有用土壤含水量相当于田间持水量的百分数来表示土壤湿润程度的，称土壤相对湿度。

在现有技术中，通过对土壤湿度的检测，可以实时检测土壤的湿度，从而在湿度不足时及时补充水分，从而达到作物适宜的湿度，有利于作物的生长，现有的土壤湿度含水率仪器只能够测出土壤的含水率，无法直接得出需要对土壤水的灌溉量，从而需要人工对数据进行记录，然后在进行计算。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种土壤湿度含水率仪器的检测装置及其测量方法，解决了现有的土壤湿度含水率仪器无法算出土壤水的灌溉量的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种土壤湿度含水率仪器的检测装置，包括方形杆，所述方形杆的表面设置有刻度，并且方形杆的一端固定连接有钻头；滑动组件，所述滑动组件固定于所述方形杆的表面，所述滑动组件包括滑动块，所述滑动块的内部开设有固定槽，所述固定槽的内部滑动连接有定位杆，所述定位杆的一端固定连接有第一弹簧，所述方形杆上开设有多个定位槽；推动组件，所述推动组件固定于所述滑动块的内部，所述推动组件包括第一推动杆，所述第一推动杆的一端固定连接有推动盘，所述固定槽的内部转动连接有传动杆，所述第一推动杆的表面套接有第二弹簧；支撑组件，所述支撑组件固定于所述方形杆的表面，所述支撑组件包括升降筒，所述升降筒的表面固定连接有第一转动盘，并且升降筒的表面转动连接有转动块，所述转动块的内部开设有转动槽，并且转动块上固定连接有支撑杆，所述支撑杆的一端固定连接有脚踏板；密封组件，所述密封组件固定于所述钻头的内部；检测探头，所述检测探头设置于所述放置槽的内部；升降组件，所述升降组件固定于所述方形杆的一端，所述升降组件包括收纳箱，所述收纳箱的内部滑动连接有升降杆，所述升降杆上固定连接有第二推动杆；拉动组件，所述拉动组件固定于所述收纳箱的表面；显示器，所述显示器固定于所述收纳箱上。

进一步地，所述拉动组件包括第二转动盘，所述第二转动盘上固定连接有限位杆，所述收纳箱上开设有斜槽，所述限位杆的表面与所述斜槽的内表面滑动连接。

进一步地，所述密封组件包括滑动槽，所述滑动槽的内部滑动连接有密封板，所述密封板上固定连接有第二弹簧，并且密封板上固定连接有拉动绳，所述钻头的内部开设有放置槽，所述放置槽的内部固定连接有固定环。

进一步地，所述滑动槽开设于所述钻头的内部，所述拉动绳与所述固定环滑动连接，所述第二弹簧与所述滑动槽的内表面固定连接。

进一步地，所述滑动块与所述方形杆滑动连接，多个所述定位槽与所述定位杆的一端相适配，所述第一弹簧的一端与所述固定槽的内表面固定连接。

进一步地，所述第一推动杆与所述滑动块滑动连接，所述传动杆的一端位于所述第一推动杆的一侧，所述升降筒与所述方形杆滑动连接。

进一步地，所述转动槽的内表面与所述第一转动盘的表面滑动连接，所述支撑杆共设置有两个，两个支撑杆对称分布在所述转动块的两侧。

进一步地，所述升降杆的一端与所述检测探头固定连接，所述第二推动杆与所述收纳箱滑动连接。

进一步地，所述收纳箱的内部设置有数值设置模块，所述数值设定模块的输出端电性连接有处理器模块，所述处理器模块的输入端电性连接有数据传输模块，所述数据传输模块的输入端电性连接有湿度检测模块，所述处理器模块的输出端电动连接有显示模块，所述处理器模块可以对土壤储水量进行计算，计算公式为：土壤蓄水量（立方米/亩）=每亩面积（m2）×土层深度（m）×土壤容重×土壤重量含水量。

一种土壤湿度含水率仪器的检测装置测量方法，包括以下步骤：

S1：将钻头垂直朝下与地面接触，然后使将双脚放置在脚踏板上，然后根据需要检测土壤的深度对滑动块的高度进行调节；

S2：旋转方形杆，方形杆旋转会带动钻头旋转，钻头旋转会使钻头慢慢向下移动，钻头向下移动会带动方形杆向下移动，方形杆向下移动会带动滑动块向下移动，当滑动块与升降筒接触后，不再对方形杆进行旋转；

S3：旋转第二转动盘，第二转动盘旋转会带动限位杆旋转，限位杆在斜槽的内部旋转会使限位杆向上移动，限位杆向上移动会带动拉动绳的一端向上移动，拉动绳的一端向上移动会带动拉动绳的另一端向左移动，拉动绳的另一端向左移动会带动密封板向左移动，密封板向左移动会使密封板不再对放置槽进行密封；

S4：然后向下推动第二推动杆，第二推动杆向下移动会带动升降杆向下移动，升降杆向下移动会带动检测探头向下移动，使检测探头插入土壤中，便可以对土壤的湿度进行检测。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）、该土壤湿度含水率仪器的检测装置及其测量方法，通过湿度检测模块对土壤中的湿度进行检测，然后通过数据传输模块将检测数据传输至处理器模块中，处理器模块通过数据的分析和计算，可以直接算出需要灌溉的水量，然后将灌溉的水量通过显示模块显示出来，避免了检测完成后需要人工对数据记录，然后在通过人工计算的麻烦。

（2）、该土壤湿度含水率仪器的检测装置及其测量方法，通过双脚踩住脚踏板，然后由脚踏板上的升降筒对方形杆进行限位，从而使方形杆可以垂直向下，避免了方形杆倾斜，导致测量的深度与湿度不符，从而需要从新测量的麻烦。

（3）、该土壤湿度含水率仪器的检测装置及其测量方法，通过密封板对检测探头进行密封，避免检测探头的一端在下一过程中，检测探头上残留不同高度的土壤，从而导致湿度检测数据不准确。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明图1中A处放大图；

图3为本发明图1中B处放大图；

图4为本发明图1中C处放大图；

图5为本发明图1中收纳箱的侧视图；

图6为本发明图1中方形杆的局部结构示意图。

图中：1-方形杆、2-刻度、21-钻头、3-滑动组件、31-滑动块、32-固定槽、33-定位杆、34-第一弹簧、35-定位槽、4-推动组件、41-第一推动杆、42-推动盘、43-传动杆、44-第二弹簧、5-支撑组件、51-升降筒、52-第一转动盘、53-转动块、54-转动槽、55-支撑杆、56-脚踏板、6-密封组件、61-滑动槽、62-密封板、63-第二弹簧、64-拉动绳、65-放置槽、66-固定环、7-检测探头、8-升降组件、81-收纳箱、82-升降杆、83-第二推动杆、9-拉动组件、91-第二转动盘、92-限位杆、93-斜槽、10-显示器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种土壤湿度含水率仪器的检测装置，包括方形杆1，所述方形杆1的表面设置有刻度2，并且方形杆1的一端固定连接有钻头21；滑动组件3，所述滑动组件3固定于所述方形杆1的表面，所述滑动组件3包括滑动块31，所述滑动块31的内部开设有固定槽32，所述固定槽32的内部滑动连接有定位杆33，所述定位杆33的一端固定连接有第一弹簧34，所述方形杆1上开设有多个定位槽35；推动组件4，所述推动组件4固定于所述滑动块31的内部，所述推动组件4包括第一推动杆41，所述第一推动杆41的一端固定连接有推动盘42，所述固定槽32的内部转动连接有传动杆43，所述第一推动杆41的表面套接有第二弹簧44；支撑组件5，所述支撑组件5固定于所述方形杆1的表面，所述支撑组件5包括升降筒51，所述升降筒51的表面固定连接有第一转动盘52，并且升降筒51的表面转动连接有转动块53，所述转动块53的内部开设有转动槽54，并且转动块53上固定连接有支撑杆55，所述支撑杆55的一端固定连接有脚踏板56；密封组件6，所述密封组件6固定于所述钻头21的内部；检测探头7，所述检测探头7设置于所述放置槽65的内部；升降组件8，所述升降组件8固定于所述方形杆1的一端，所述升降组件8包括收纳箱81，所述收纳箱81的内部滑动连接有升降杆82，所述升降杆82上固定连接有第二推动杆83；拉动组件9，所述拉动组件9固定于所述收纳箱81的表面；显示器10，所述显示器10固定于所述收纳箱81上。

由外接电源为显示器10提供电源，并且外接电源和显示器10之间设置有控制开关，拉动绳64的一端与第二转动盘91转动连接，避免第二转动盘91旋转时会带动拉动绳64旋转，从而将拉动绳64缠绕在收纳箱81的表面，造成拉动绳64与收纳箱81之间的摩擦力增加，无法向上拉动拉动绳64，对滑动块31进行移动时，需要同时推动滑动块31两侧的第一推动杆41，使滑动块31两侧的定位杆33与定位槽35不再卡接，便可以对滑动块31进行上下移动。

所述拉动组件9包括第二转动盘91，所述第二转动盘91上固定连接有限位杆92，所述收纳箱81上开设有斜槽93，所述限位杆92的表面与所述斜槽93的内表面滑动连接。

斜槽93是当限位杆92在斜槽93的内部旋转时，会使限位杆92沿斜槽93向上或者向下移动，从而带动第二转动盘91向上或者向下移动。

所述密封组件6包括滑动槽61，所述滑动槽61的内部滑动连接有密封板62，所述密封板62上固定连接有第二弹簧63，并且密封板62上固定连接有拉动绳64，所述钻头21的内部开设有放置槽65，所述放置槽65的内部固定连接有固定环66。

密封组件6是对检测探头7进行保护，避免检测探头7在向下移动时，接触不同高度的土壤，从而造成对湿度检测不准确。

所述滑动槽61开设于所述钻头21的内部，所述拉动绳64与所述固定环66滑动连接，所述第二弹簧63与所述滑动槽61的内表面固定连接。

固定环66是改变拉动绳64的移动方向，从而使拉动绳64可以带动密封板62移动，第二弹簧63是对拉动后的密封板62进行复位，从而方便进行下次的测量。

所述滑动块31与所述方形杆1滑动连接，多个所述定位槽35与所述定位杆33的一端相适配，所述第一弹簧34的一端与所述固定槽32的内表面固定连接。

多个定位槽35可以将滑动块31固定在不同的高度，滑动块31可以在方形杆1的表面上下移动。

所述第一推动杆41与所述滑动块31滑动连接，所述传动杆43的一端位于所述第一推动杆41的一侧，所述升降筒51与所述方形杆1滑动连接。

推动第一推动杆41时，第一推动杆41的一端会推动传动杆43的一端，从而使传动杆43旋转。

所述转动槽54的内表面与所述第一转动盘52的表面滑动连接，所述支撑杆55共设置有两个，两个支撑杆55对称分布在所述转动块53的两侧。

转动槽和第一转动盘52是使升降筒51在方形杆1的表面上下移动的同时，又可以转动块53在升降筒51的表面旋转。

所述升降杆82的一端与所述检测探头7固定连接，所述第二推动杆83与所述收纳箱81滑动连接。

升降杆82的一端上下移动会带动检测探头7上下移动，第二推动杆83可以在收纳箱81的内部上下移动，从而可以带动升降杆82上下移动。

所述收纳箱81的内部设置有数值设置模块，所述数值设定模块的输出端电性连接有处理器模块，所述处理器模块的输入端电性连接有数据传输模块，所述数据传输模块的输入端电性连接有湿度检测模块，所述处理器模块的输出端电动连接有显示模块，所述处理器模块可以对土壤储水量进行计算，计算公式为：土壤蓄水量（立方米/亩）=每亩面积（m2）×土层深度（m）×土壤容重×土壤重量含水量。

数值设置模块采用按键，可以根据不同地区的土壤湿度对土壤湿度进行设置，从而可以根据不同地区的土壤湿度计算出灌溉水量；

旱作物计算公式：Wt= Wt-1+αt·Pt+Kt+mt-Et-Ct，式中：Wt，Wt-1为时段t始末田内含水量；Pt为t时段的平均降雨量；αt为降雨有效利用系数；Kt为第t时段地下水补给量；mt为第t时段灌溉水量；Et为第t时段作物田间需水量；Ct为第t时段排水量。

处理器模块采用单片机，单片机的型号优选为STM32F103ZCT6，也可根据具体需要进行更换；

数据传输模块采用数据线对数据进行传输；

湿度检测模块采用土壤湿度检测器，型号优选为：RS-WS-*-TR；

显示模块采用显示屏，型号优选为CUILED1201。

一种土壤湿度含水率仪器的检测装置测量方法，包括以下步骤：

S1：将钻头21垂直朝下与地面接触，然后使将双脚放置在脚踏板56上，然后根据需要检测土壤的深度对滑动块31的高度进行调节；

S2：旋转方形杆1，方形杆1旋转会带动钻头21旋转，钻头21旋转会使钻头21慢慢向下移动，钻头21向下移动会带动方形杆1向下移动，方形杆1向下移动会带动滑动块31向下移动，当滑动块31与升降筒51接触后，不再对方形杆1进行旋转；

S3：旋转第二转动盘91，第二转动盘91旋转会带动限位杆92旋转，限位杆92在斜槽93的内部旋转会使限位杆92向上移动，限位杆92向上移动会带动拉动绳64的一端向上移动，拉动绳64的一端向上移动会带动拉动绳64的另一端向左移动，拉动绳64的另一端向左移动会带动密封板62向左移动，密封板62向左移动会使密封板62不再对放置槽65进行密封；

S4：然后向下推动第二推动杆83，第二推动杆83向下移动会带动升降杆82向下移动，升降杆82向下移动会带动检测探头7向下移动，使检测探头7插入土壤中，便可以对土壤的湿度进行检测。

工作时：

当需要对泥土湿度进行检测时，将钻头21垂直朝下与地面接触，然后使将双脚放置在脚踏板56上，然后根据需要检测土壤的深度对滑动块31的高度进行调节，向右推动第一推动杆41，第一推动杆41向右移动会带动传动杆43旋转，传动杆43旋转会带动定位杆33的一端向左移动，定位杆33的一端向左移动会使定位杆33与定位槽35不再卡接，然后便可以配合刻度2对滑动块31的高度进行调节，调整完成后松开第一推动杆41，由第一弹簧34推动定位杆33，使定位杆33与定位槽35卡接，从而对移动后的滑动块31进行固定，然后旋转方形杆1，方形杆1旋转会带动钻头21旋转，钻头21旋转会使钻头21慢慢向下移动，钻头21向下移动会带动方形杆1向下移动，方形杆1向下移动会带动滑动块31向下移动，当滑动块31与升降筒51接触后，不再对方形杆1进行旋转，旋转第二转动盘91，第二转动盘91旋转会带动限位杆92旋转，限位杆92在斜槽93的内部旋转会使限位杆92向上移动，限位杆92向上移动会带动拉动绳64的一端向上移动，拉动绳64的一端向上移动会带动拉动绳64的另一端向左移动，拉动绳64的另一端向左移动会带动密封板62向左移动，密封板62向左移动会使密封板62不再对放置槽65进行密封，然后向下推动第二推动杆83，第二推动杆83向下移动会带动升降杆82向下移动，升降杆82向下移动会带动检测探头7向下移动，从而使检测探头7插入土壤中。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种土壤湿度含水率仪器的检测装置，包括方形杆（1），其特征在于：所述方形杆（1）的表面设置有刻度（2），并且方形杆（1）的一端固定连接有钻头（21）；

滑动组件（3），所述滑动组件（3）固定于所述方形杆（1）的表面，所述滑动组件（3）包括滑动块（31），所述滑动块（31）的内部开设有固定槽（32），所述固定槽（32）的内部滑动连接有定位杆（33），所述定位杆（33）的一端固定连接有第一弹簧（34），所述方形杆（1）上开设有多个定位槽（35）；

推动组件（4），所述推动组件（4）固定于所述滑动块（31）的内部，所述推动组件（4）包括第一推动杆（41），所述第一推动杆（41）的一端固定连接有推动盘（42），所述固定槽（32）的内部转动连接有传动杆（43），所述第一推动杆（41）的表面套接有第二弹簧（44）；

支撑组件（5），所述支撑组件（5）固定于所述方形杆（1）的表面，所述支撑组件（5）包括升降筒（51），所述升降筒（51）的表面固定连接有第一转动盘（52），并且升降筒（51）的表面转动连接有转动块（53），所述转动块（53）的内部开设有转动槽（54），并且转动块（53）上固定连接有支撑杆（55），所述支撑杆（55）的一端固定连接有脚踏板（56）；

密封组件（6），所述密封组件（6）固定于所述钻头（21）的内部；

检测探头（7），所述检测探头（7）设置于所述放置槽（65）的内部；

升降组件（8），所述升降组件（8）固定于所述方形杆（1）的一端，所述升降组件（8）包括收纳箱（81），所述收纳箱（81）的内部滑动连接有升降杆（82），所述升降杆（82）上固定连接有第二推动杆（83）；

拉动组件（9），所述拉动组件（9）固定于所述收纳箱（81）的表面；

显示器（10），所述显示器（10）固定于所述收纳箱（81）上。

2.根据权利要求1所述的一种土壤湿度含水率仪器的检测装置，其特征在于：所述拉动组件（9）包括第二转动盘（91），所述第二转动盘（91）上固定连接有限位杆（92），所述收纳箱（81）上开设有斜槽（93），所述限位杆（92）的表面与所述斜槽（93）的内表面滑动连接。

3.根据权利要求1所述的一种土壤湿度含水率仪器的检测装置，其特征在于：所述密封组件（6）包括滑动槽（61），所述滑动槽（61）的内部滑动连接有密封板（62），所述密封板（62）上固定连接有第二弹簧（63），并且密封板（62）上固定连接有拉动绳（64），所述钻头（21）的内部开设有放置槽（65），所述放置槽（65）的内部固定连接有固定环（66）。

4.根据权利要求3所述的一种土壤湿度含水率仪器的检测装置，其特征在于：所述滑动槽（61）开设于所述钻头（21）的内部，所述拉动绳（64）与所述固定环（66）滑动连接，所述第二弹簧（63）与所述滑动槽（61）的内表面固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种土壤湿度含水率仪器的检测装置，其特征在于：所述滑动块（31）与所述方形杆（1）滑动连接，多个所述定位槽（35）与所述定位杆（33）的一端相适配，所述第一弹簧（34）的一端与所述固定槽（32）的内表面固定连接。

6.根据权利要求1所述的一种土壤湿度含水率仪器的检测装置，其特征在于：所述第一推动杆（41）与所述滑动块（31）滑动连接，所述传动杆（43）的一端位于所述第一推动杆（41）的一侧，所述升降筒（51）与所述方形杆（1）滑动连接。

7.根据权利要求1所述的一种土壤湿度含水率仪器的检测装置，其特征在于：所述转动槽（54）的内表面与所述第一转动盘（52）的表面滑动连接，所述支撑杆（55）共设置有两个，两个支撑杆（55）对称分布在所述转动块（53）的两侧。

8.根据权利要求1所述的一种土壤湿度含水率仪器的检测装置，其特征在于：所述升降杆（82）的一端与所述检测探头（7）固定连接，所述第二推动杆（83）与所述收纳箱（81）滑动连接。

9.根据权利要求1所述的一种土壤湿度含水率仪器的检测装置，其特征在于：所述收纳箱（81）的内部设置有数值设置模块，所述数值设定模块的输出端电性连接有处理器模块，所述处理器模块的输入端电性连接有数据传输模块，所述数据传输模块的输入端电性连接有湿度检测模块，所述处理器模块的输出端电动连接有显示模块，所述处理器模块可以对土壤储水量进行计算，计算公式为：土壤蓄水量（立方米/亩）=每亩面积（m2）×土层深度（m）×土壤容重×土壤重量含水量。

10.一种土壤湿度含水率仪器的检测装置测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将钻头（21）垂直朝下与地面接触，然后使将双脚放置在脚踏板（56）上，然后根据需要检测土壤的深度对滑动块（31）的高度进行调节；

S2：旋转方形杆（1），方形杆（1）旋转会带动钻头（21）旋转，钻头（21）旋转会使钻头（21）慢慢向下移动，钻头（21）向下移动会带动方形杆（1）向下移动，方形杆（1）向下移动会带动滑动块（31）向下移动，当滑动块（31）与升降筒（51）接触后，不再对方形杆（1）进行旋转；

S3：旋转第二转动盘（91），第二转动盘（91）旋转会带动限位杆（92）旋转，限位杆（92）在斜槽（93）的内部旋转会使限位杆（92）向上移动，限位杆（92）向上移动会带动拉动绳（64）的一端向上移动，拉动绳（64）的一端向上移动会带动拉动绳（64）的另一端向左移动，拉动绳（64）的另一端向左移动会带动密封板（62）向左移动，密封板（62）向左移动会使密封板（62）不再对放置槽（65）进行密封；

S4：然后向下推动第二推动杆（83），第二推动杆（83）向下移动会带动升降杆（82）向下移动，升降杆（82）向下移动会带动检测探头（7）向下移动，使检测探头（7）插入土壤中，便可以对土壤的湿度进行检测。

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