CN113655089A - 一种土壤水分和水势分布同步测量装置及其测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种土壤水分和水势分布同步测量装置与测量方法，涉及土壤参数检测技术领域，包括投放器、横移器、集成传感器、水势检测管、水分检测管与盒体；投放器位于盒体内，盒体底部设有第一插管与第二插管，第一插管适于与水势检测管可拆卸式插接，第二插管适于与水分检测管可拆卸式插接；横移器用于控制集成传感器横向移动至第一插管与第二插管上方；投放器用于控制集成传感器分别在水势检测管与水分检测管内上下移动。本发明通过投放器与横移器组成的便携式移动平台，以及分隔设置的水势检测管与水势检测管，实现了连续、同步测量农田中一定区域内土壤剖面水分及水势，测量过程方便，可进行多区域的连续检测，提高了效率。

Description

一种土壤水分和水势分布同步测量装置及其测量方法

技术领域

本发明涉及土壤参数检测技术领域，尤其涉及一种土壤水分和水势分布同步测量装置及其测量方法。

背景技术

我国是农业大国，农业用水具有很大的占比。然而，农业生产中的水资源利用效率不高，水资源的短缺和过量都会对农业生产造成损失。土壤含水量和水势可以有效反映土壤水的整体信息，农田环境中，土壤缺水会严重影响农作物的光合作用和农作物本身的调节与控制，细胞也会由于水分不足而死亡，土壤含水量过大会使农作物根系缺氧且不利于营养的吸收，若没有控制好土壤含水量，会导致植物生长周期长、生存率低等问题出现，土壤水势分布可以判断水流方向，对研究土壤水分状态及其运动规律有着重要的意义。因此，若想更好地发展现代化农业，提高农田灌溉效率，必须要及时了解土壤的水分水势分布情况。

土壤含水量表示土壤中的水分含量，常用的有体积含水量和质量含水量，体积含水量和质量含水量可相互转换，体积含水量指单位土壤总体积中水所占的体积百分数，质量含水量指土壤中水分的质量与干土质量的比值。土壤水势可表示为土壤对水的吸力或土壤中水分的张力，其单位为kPa。土壤越干燥，土壤中水分的张力越大，水势的绝对值就越大，反之，土壤越湿润，土壤中水分的张力就越小，水势的绝对值就越小。土壤含水量使用较广泛的测量方法有：烘干法、时域法与频域法等。其中烘干法精度很高，测量范围大，但测量周期较长，操作繁琐，人力成本较高；时域法具有连续自动测量的优势，但成本高，经济效益不突出；频域法测量精度较高，成本比时域法的传感器低，应用广泛。

土壤水势使用较广泛的测量方法有：张力计法与介电法等。其中张力计法可以实现原位测量土壤基质势，但时间长且测量范围较窄；介电法通过与多孔材料结合的方法来测量水势，较准确、适应性好且应用广泛。但是，以上方法都不能对农田中一定区域内的土壤剖面水分及水势进行同步且连续测量。

发明内容

本发明提供一种土壤水分和水势分布同步测量装置及其测量方法，用以解决现有技术中的测量装置与测量方法不能对农田中一定区域内的土壤剖面水分及水势进行同步且连续测量的缺陷，实现一种检测方便的土壤水分和水势分布同步测量装置及其测量方法。

本发明提供一种土壤水分和水势分布同步测量装置，包括投放器、横移器、集成传感器、水势检测管、水分检测管与盒体；

所述投放器位于所述盒体内，所述盒体底部设有第一插管与第二插管，所述第一插管适于与所述水势检测管可拆卸式插接，所述第二插管适于与所述水分检测管可拆卸式插接；

所述横移器用于控制所述集成传感器横向移动至所述第一插管与所述第二插管上方；

所述投放器用于控制所述集成传感器分别在所述水势检测管与所述水分检测管内上下移动。

根据本发明提供的一种土壤水分和水势分布同步测量装置，所述水势检测管包括第一导管与环套在所述第一导管外侧的石膏管。

根据本发明提供的一种土壤水分和水势分布同步测量装置，所述投放器包括第一步进电机、转轮与第一联轴器，所述转轮与所述第一联轴器同轴连接，所述第一联轴器与所述第一步进电机的输出轴连接。

根据本发明提供的一种土壤水分和水势分布同步测量装置，所述集成传感器的数据线缠绕在所述转轮上。

根据本发明提供的一种土壤水分和水势分布同步测量装置，所述横移器包括第二步进电机、第二联轴器、电机座、传动螺杆、滑块、轴承座与滑杆；

所述电机座与所述轴承座均固定在所述盒体内，所述第一步进电机固定在所述电机座上，所述滑块设有相互平行的螺纹孔与通孔；

所述传动螺杆穿过所述螺纹孔，所述传动螺杆的一端与所述第一步进电机的输出轴连接，所述传动螺杆的另一端与所述轴承座通过轴承件转动连接；

所述滑杆穿过所述通孔，所述滑杆的两端分别固定在所述电机座与所述轴承座上；

所述投放器固定在所述滑块上。

根据本发明提供的一种土壤水分和水势分布同步测量装置，所述集成传感器包括间隔平行排列的第一电极、第二电极与第三电极，还包括继电器；

所述继电器的常闭触点组串联在所述第二电极的通电电路上，所述继电器的常开触点组串联在所述第三电极的通电电路上；

或，所述继电器的常开触点组串联在所述第二电极的通电电路上，所述继电器的常闭触点组串联在所述第三电极的通电电路上。

根据本发明提供的一种土壤水分和水势分布同步测量装置，所述滑块上设有限位块，所述限位块上设有限位孔，所述限位孔用于所述数据线穿过。

根据本发明提供的一种土壤水分和水势分布同步测量装置，所述土壤水分和水势分布同步测量装置还包括控制器，所述控制器包括电机驱动模块与存储模块，所述控制器分别与所述第一步进电机和所述第二步进电机电连接，所述电机驱动模块用于控制所述第一步进电机和所述第二步进电机转动；所述控制器与所述集成传感器电连接，所述存储模块与所述集成传感器通讯连接。

根据本发明提供的一种土壤水分和水势分布同步测量装置，所述盒体底部还设有让位盒，所述让位盒内设有空腔，所述让位盒底部设有两个通孔，两个所述通孔分别连通所述第一插管与所述第二插管。

本发明还提供一种如上述任一项所述的土壤水分和水势分布同步测量装置的测量方法，包括：

将水势检测管与水分检测管以预设间距间隔插入到待测土壤中，将盒体的第一插管与第二插管分别与水势检测管和水分检测管匹配插接；

横移器驱动集成传感器分别横移至所述第一插管与所述第二插管上方，投放器驱动所述集成传感器分别下放至所述水势检测管和所述水分检测管中；

当所述集成传感器位于所述水势检测管中时，所述集成传感器的继电器控制第二电极得电，第一电极与第二电极用于检测水势；

当所述集成传感器位于所述水分检测管中时，所述集成传感器的继电器控制第三电极得电，第一电极与第三电极用于检测水分。

本发明提供的土壤水分和水势分布同步测量装置及其测量方法，通过投放器与横移器组成的便携式移动平台，把集成传感器探头运送到指定导管上方，集成传感器探头沿导管竖直移动，到达指定测量地点，以一定预设间隔距离，连续测量土壤参数，测量完成后，集成传感器探头通过自动切换策略切换测量模式，再通过便携式移动平台把集成传感器探头移动到另一导管上方，集成传感器探头沿导管竖直移动，到达指定测量地点，以一定预设间隔距离，连续测量土壤剖面参数，即可完成同步测量。该测量装置与测量方法实现了连续、同步测量农田中一定区域内土壤剖面水分及水势，测量过程方便，可进行多区域的连续检测，提高了效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的土壤水分和水势分布同步测量装置结构示意图；

图2是本发明提供的图1中Ⅰ处放大图；

图3是本发明提供的集成传感器结构示意图。

附图标记：

1：投放器； 11：第一步进电机； 12：转轮；

13：第一联轴器；

2：横移器； 21：第二步进电机； 22：第二联轴器；

23：电机座； 24：传动螺杆； 25：滑块；

251：限位块； 26：轴承座； 27：滑杆；

3：集成传感器； 31：第一电极； 32：第二电极；

33：第三电极；

4：水势检测管； 41：第一导管； 42：石膏管；

5：水分检测管；

6：盒体； 61：第一插管； 62：第二插管；

63：让位盒； 64：盖体；

7：控制器。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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作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。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”与“第二”等是为了清楚说明产品部件进行的编号，不代表任何实质性区别。“上”“下”“内”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

需要说明的是，本发明中的描述“在…范围内”，包含两端端值。如“在10至20范围内”，包含范围两端的端值10与20。

需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在发明实施例中的具体含义。

下面结合图1-图3描述本发明的土壤水分和水势分布同步测量装置及其测量方法。

具体地，结合图1与图2所示，土壤水分和水势分布同步测量装置，包括投放器1、横移器2、集成传感器3、水势检测管4、水分检测管5与盒体6；

投放器1位于盒体6内，盒体6底部设有第一插管61与第二插管62，第一插管61适于与水势检测管4可拆卸式插接，第二插管62适于与水分检测管5可拆卸式插接；

横移器2用于控制集成传感器3横向移动至第一插管61与第二插管62上方；

投放器1用于控制集成传感器3分别在水势检测管4与水分检测管5内上下移动。

需要说明的是，第一插管61与第二插管62的上方指的是第一插管61与第二插管62以竖直方向的投影而言，与集成传感器3具有重叠，即集成传感器3位于第一插管61或第二插管62上方时，投放器1能够控制集成传感器3向下移动并通过第一插管61进入到水势检测管4中，通过第二插管62进入到水分检测管5中。

具体地，盒体6为具有空腔的中空壳体，投放器1、横移器2与集成传感器3均位于盒体6中。

较好地，盒体6的顶部还设置有把手，便于工作人员携带并移动盒体6。

较好地，所述盒体6底部还设有让位盒63，所述让位盒63内设有空腔，所述让位盒63底部设有两个通孔，两个所述通孔分别连通所述第一插管61与所述第二插管62。让位盒63内的空腔用于集成传感器3移动，并对集成传感器3进行保护，优选地，让位盒63内壁面上设有海绵垫，防止集成传感器3收到碰撞而损坏。

较好地，盒体6的顶部还设有盖体64，把手设置在所述盖体64上，以对盒体6内的多个部件进行保护。

较好地，盒体6形状可不做限定，可为如本发明附图所示的方形。在制备时，方形盒体6的顶板和四个侧板均为密封结构，防止在野外作业时滴落到盒体6中的水进入到盒体6内对集成传感器3等部件造成损坏。较好地，盒体6底板上设有排水孔，以将渗漏到盒体6内的水及时排出，防止盒体6内积存水而对水分及水势检测造成影响，防止盒体6积存的水对集成传感器3造成损害。

具体地，第一插管61与第二插管62均起到对接与辅助支撑的功能，第一插管61与第二插管62可以和盒体6的本体为一体结构，也可为组装式，优选为组装可拆卸式。较好地，第一插管61与第二插管62上部均呈倒置漏斗状，下部均呈圆筒状，该种形状的第一插管61与第二插管62能够引导集成传感器3进入到水势检测管4与水分检测管5中。

本实施例所述的土壤水分和水势分布同步测量装置，通过设置投放器、横移器、水势检测管与水分检测管，在检测前先将水势检测管与水分检测管以预设间距间隔插入到待测土壤中，并在达到预设时间需要进行水分和水势检测时，将盒体上设置的第一插管对准水势检测管并插接，第二插管对准水分检测管并插接。在装配到位后，投放器与横移器协同作用，控制集成传感器分别下放到水势检测管与水分检测管中进行水势检测与水分检测。测量装置结构简单，能够在单次检测中同步测量水分与水势，大大提高了检测效率。

当需要对多个区域进行检测时，可设置多组水势检测管与水分检测管的组合，并分别插入到待测土壤区域中。当得到预先设定时间时，在对一个区域检测完水分与水势后，拔出盒体与下一组水势检测管与水分检测管的组合进行插接，将盒体依次与多组水势检测管与水分检测管的组合进行匹配插接，进而实现对多个区域的水分与水势检测，检测效率高。

具体地，水势检测管4包括第一导管41与环套在第一导管41外侧的石膏管42。

其中，第一导管41可为透明有机导管，其形状为圆形直管，石膏管42为在透明有机导管制成的第一导管41外侧浇筑石膏而成，石膏厚度为集成传感器在水势测量模式下的探测距离，如水势测量模式下探测距离为2公分，则石膏的厚度为2公分。

具体地，水分检测管5包括第二导管(图中未标号)，第二导管的形状、尺寸与材质和第一导管41的形状、尺寸与材质相同，第二导管同样为透明有机导管制成的圆形直管。

具体地，水势检测管4与水分检测管5需以预设间距提前间隔的插入待测土壤中，预设间距要大于集成传感器3分别在水分测量模式下的探测距离与水势模式下的探测距离之和。并且第一插管61与第二插管62的轴线间距与预设间距相同。

具体地，本实施例所述的投放器1，能够控制集成传感器3沿竖直方向移动，当需要进行水势或水分检测时，将集成传感器3投放到水势检测管4与水分检测管5中，并在检测结束时将集成传感器3拉出。投放器1可以有多种实施方式，凡是能带动集成传感器3进行上下移动的投放器1，均落入本发明对投放器1所限定的保护范围内。

具体地，本实施例提供一种投放器1的具体实施方式，结合图2所示，投放器1包括第一步进电机11、转轮12与第一联轴器13，转轮12与第一联轴器13同轴连接，第一联轴器13与第一步进电机11的输出轴连接。

第一步进电机11与控制器7连接，当集成传感器3移动到第一插管61与第二插管62上方时，控制器7控制第一步进电机11旋转，并控制第一步进电机11的旋转方向，以带动转轮12转动，转轮12放线以将集成传感器3投放到水势检测管4或水分检测管5中，转轮12收线以将集成传感器3向上拉离水势检测管4或水分检测管5。

较好地，集成传感器3的数据线缠绕在转轮12上。简化盒体6内的走线结构，数据线即能够传输集成传感器3与控制器7之间的信号，还能作为牵引绳拉动集成传感器3。

具体地，本实施例所述的横移器2，能够控制集成传感器3沿水平方向移动，当分别进行水势或水分检测时，将集成传感器3分别带动到水势检测管4与水分检测管5上方，以便于投放器1将集成传感器3投放到水势检测管4与水分检测管5中。横移器2可以有多种实施方式，凡是能带动集成传感器3进行水平向移动的横移器2，均落入本发明对横移器2所限定的保护范围内。

具体地，本实施例提供一种横移器2的具体实施方式，结合图2所示，横移器2包括第二步进电机21、第二联轴器22、电机座23、传动螺杆24、滑块25、轴承座26与滑杆27；电机座23与轴承座26均固定在盒体6内，第一步进电机11固定在电机座23上，滑块25设有相互平行的螺纹孔与通孔；传动螺杆24穿过螺纹孔，传动螺杆24的一端与第一步进电机11的输出轴连接，传动螺杆24的另一端与轴承座26通过轴承件转动连接；滑杆27穿过通孔，滑杆27的一端固定在电机座23上，滑杆27的另一端固定在轴承座26上；投放器1安装在滑块25上。

电机座23与轴承座26固定在盒体6的底板上，电机座23上安装有第二步进电机21，第二步进电机21的输出轴通过第二联轴器22连接传动螺杆24，传动螺杆24的另一端通过轴承与轴承座26转动连接。传动螺杆24设有外螺纹，与之相匹配的滑块25的螺纹孔内设有内螺纹，第二步进电机21带动传动螺杆24转动时，传动螺杆24带动滑块25沿传动螺杆24的轴线方向移动，滑块25带动投放器1横向移动，投放器1带动集成传感器3横向移动。

具体地，滑杆27与传动螺杆24平行设置，滑杆27穿过滑块25上设置的通孔。滑块25适于沿滑杆27的轴线方向移动，滑杆27用于对滑块25进行周向限位，防止传动螺杆24转动时带动滑块25转动，使得传动螺杆24的转动能够驱动滑块25沿传动螺杆24的轴线方向进行横移。

具体地，本实施例所述的横移器2，滑块25上还设有限位块251，限位块251上设有限位孔，限位孔用于数据线穿过。限位孔为竖向通孔，当投放器1上下拉动集成传感器3时，数据线在所述限位孔内移动，限位孔对数据线进行横向限位，以更好的协助数据线缠绕在转轮12上。

较好地，限位块251还可对集成传感器3进行限位，防止投放器1拉动过高而使得集成传感器3与转轮12相碰，防止集成传感器3收到损坏。

进一步地，所述限位块25上设有红外传感器，用于测定限位块25与集成传感器3的相对距离，在集成传感器3与限位块25距离较近时，发送电信号至控制器7，控制器7以控制第一步进电机11减速，并且控制器7控制集成传感器3与红外传感器相邻位置处作为初始位，在每次开始测量前从初始位出发，并在测量结束后回到初始位。较好地，所述轴承座26上同样设有红外传感器，用于测定滑块25与轴承座26的相对距离，以协助控制器7控制滑块25的横移距离，同样的，控制器7控制集成传感器3与红外传感器相邻位置处作为初始位，在每次横移前从初始位出发，并在测量结束后回到初始位。

具体地，本实施例所述的集成传感器3，包括间隔平行排列的第一电极31、第二电极32与第三电极33，还包括继电器；

继电器的常闭触点组串联在第二电极32的通电电路上，继电器的常开触点组串联在第三电极33的通电电路上；

或，继电器的常开触点组串联在第二电极32的通电电路上，继电器的常闭触点组串联在第三电极33的通电电路上。

需要说明的是，本实施例所述的常闭触点组串联在通电电路上，指的是常闭触点组的两个触点连接在第二电极32的通电电路上，当继电器不得电时，常闭触点组连通而第二电极32能够通电；当继电器得电时，常闭触点组断开而第二电极32不通电。常开触点组串联在通电电路上，指的是常开触点组的两个触点连接在第三电极33的通电电路上，当继电器不得电时，常开触点组断开而第三电极33不通电；当继电器得电时，常开触点组连通而第三电极33通电。

具体地，集成传感器3还包括外壳与测量板，外壳的径向尺寸小于第一导管41与第二导管的内径，在保证检测灵敏度的同时保证集成传感器3在第一导管41与第二导管内不受阻碍地移动。

第一电极31与第二电极32间隔距离较小，测量范围较小，用于测量水势，第一电极31与第三电极33间隔距离较大，测量范围较大，用于测量水分。

具体地，本实施例所述的土壤水分和水势分布同步测量装置还包括控制器7，控制器7分别与第一步进电机11和第二步进电机21电连接，控制器7用于控制第一步进电机11和第二步进电机21转动。

控制器7具有控制电路板，包括电机驱动模块与存储模块，电机驱动模块用于控制第一步进电机11与第二步进电机21转动，存储模块用于存储集成传感器3采集的土壤参数。

在上述任一项实施方式所述的土壤水分和水势分布同步测量装置，其测量方法包括：

将水势检测管4与水分检测管5以预设间距间隔插入到待测土壤中，将盒体6的第一插管61与第二插管62分别与水势检测管4和水分检测管5匹配插接；

横移器2驱动集成传感器3分别横移至第一插管61与第二插管62上方，投放器1驱动集成传感器3分别下放至水势检测管4和水分检测管5中；

当所述集成传感器3位于所述水势检测管4中时，所述集成传感器3的继电器控制第二电极32得电，第一电极31与第二电极32用于检测水势，并将获取的水势信息传输至控制器7；

当所述集成传感器3位于所述水分检测管5中时，所述集成传感器3的继电器控制第三电极33得电，第一电极31与第三电极33用于检测水分，并将获取的水分信息传输至控制器7。

本发明实施例提供的土壤水分和水势分布同步测量方法，通过投放器与横移器组成的便携式移动平台，以及集成传感器组成的便携式装置，达到土壤剖面水分水势同步测量的目的。其中集成传感器包括三个金属环形电极，采用自动切换策略，可切换至水分或水势测量模式。在便携式移动平台的作用下，集成传感器依次到达水分检测管和水势检测管上方，进入导管并以一定间隔连续采集土壤参数信息，控制电路板会将采集的土壤剖面水分水势信息保存至存储模块，测量完成后，取下设备，将便携式设备安装至下一组导管进行测量。该方法在保证便携性、准确性的同时，可以连续、同步采集农田中一定区域内土壤剖面水分及水势分布信息，同时还具有可切换测量的优点。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种土壤水分和水势分布同步测量装置，其特征在于，包括投放器、横移器、集成传感器、水势检测管、水分检测管与盒体；

所述投放器位于所述盒体内，所述盒体底部设有第一插管与第二插管，所述第一插管适于与所述水势检测管可拆卸式插接，所述第二插管适于与所述水分检测管可拆卸式插接；

所述横移器用于控制所述集成传感器横向移动至所述第一插管与所述第二插管上方；

所述投放器用于控制所述集成传感器分别在所述水势检测管与所述水分检测管内上下移动。

2.根据权利要求1所述的土壤水分和水势分布同步测量装置，其特征在于，所述水势检测管包括第一导管与环套在所述第一导管外侧的石膏管，所述水分检测管包括第二导管。

3.根据权利要求1所述的土壤水分和水势分布同步测量装置，其特征在于，所述投放器包括第一步进电机、转轮与第一联轴器，所述转轮与所述第一联轴器同轴连接，所述第一联轴器与所述第一步进电机的输出轴连接。

4.根据权利要求3所述的土壤水分和水势分布同步测量装置，其特征在于，所述集成传感器的数据线缠绕在所述转轮上。

5.根据权利要求4所述的土壤水分和水势分布同步测量装置，其特征在于，所述横移器包括第二步进电机、第二联轴器、电机座、传动螺杆、滑块、轴承座与滑杆；

所述电机座与所述轴承座均固定在所述盒体内，所述第一步进电机固定在所述电机座上，所述滑块设有相互平行的螺纹孔与通孔；

所述传动螺杆穿过所述螺纹孔，所述传动螺杆的一端与所述第一步进电机的输出轴连接，所述传动螺杆的另一端与所述轴承座通过轴承件转动连接；

所述滑杆穿过所述通孔，所述滑杆的两端分别固定在所述电机座与所述轴承座上；

所述投放器固定在所述滑块上。

6.根据权利要求1所述的土壤水分和水势分布同步测量装置，其特征在于，所述集成传感器包括间隔平行排列的第一电极、第二电极与第三电极，还包括继电器；

所述继电器的常闭触点组串联在所述第二电极的通电电路上，所述继电器的常开触点组串联在所述第三电极的通电电路上；

或，所述继电器的常开触点组串联在所述第二电极的通电电路上，所述继电器的常闭触点组串联在所述第三电极的通电电路上。

7.根据权利要求5所述的土壤水分和水势分布同步测量装置，其特征在于，所述滑块上设有限位块，所述限位块上设有限位孔，所述限位孔用于所述数据线穿过。

8.根据权利要求5所述的土壤水分和水势分布同步测量装置，其特征在于，所述土壤水分和水势分布同步测量装置还包括控制器，所述控制器包括电机驱动模块与存储模块，所述控制器分别与所述第一步进电机和所述第二步进电机电连接，所述电机驱动模块用于控制所述第一步进电机和所述第二步进电机转动；所述控制器与所述集成传感器电连接，所述存储模块与所述集成传感器通讯连接。

9.根据权利要求1所述的土壤水分和水势分布同步测量装置，其特征在于，所述盒体底部还设有让位盒，所述让位盒内设有空腔，所述让位盒底部设有两个通孔，两个所述通孔分别连通所述第一插管与所述第二插管。

10.一种如权利要求1-9任一项所述的土壤水分和水势分布同步测量装置的测量方法，其特征在于，包括：

将水势检测管与水分检测管以预设间距间隔插入到待测土壤中，将盒体的第一插管与第二插管分别与水势检测管和水分检测管匹配插接；

横移器驱动集成传感器分别横移至所述第一插管与所述第二插管上方，投放器驱动所述集成传感器分别下放至所述水势检测管和所述水分检测管中；

当所述集成传感器位于所述水势检测管中时，所述集成传感器的继电器控制第二电极得电，第一电极与第二电极用于检测水势；

当所述集成传感器位于所述水分检测管中时，所述集成传感器的继电器控制第三电极得电，第一电极与第三电极用于检测水分。

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