CN201965109U - 数字化土壤参数测试仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及土壤湿度和温度探测装置。本实用新型针对现有技术的土壤参数探测装置探测数据不稳定、不可靠的缺点，公开了一种能有效地实时测量土壤温度、湿度的数字化土壤参数测试仪。本实用新型的技术方案是，数字化土壤参数测试仪，包括探测信号单元、信号处理单元和至少1对探测电极，所述探测电极与信号处理单元和探测信号单元电连接，所述探测电极埋入土壤中传输和接收信号，其特征在于，所述探测信号单元为高频交流信号发生器，所述信号为高频交流信号。本实用新型能进行高精度的湿度检测，并降低了探测电极的腐蚀速度，具有优异的环境适应性，具有优异的响应特性。本实用新型主要用于农业生成领域。
Description
技术领域
本实用新型涉及土壤参数测量技术，特别涉及土壤湿度和温度探测装置。
背景技术
随着农业生产的现代化发展，土壤参数，特别是温、湿度的科学管理对植物的生长越来越重要。对于现代农业生产来说，要监控各温室的土壤温、湿度，依靠生产人员人工完成，费时费力，而且很难保证对温室的土壤环境参数及时、准确地调节，这就需要一种土壤温、湿度探测的装置。
目前，我国大多数类似装置都是只针对温度或湿度进行单一地探测，其结构一般包括探测信号单元、信号处理单元和探测电极。其采用直流电流作为探测信号，通过插入土壤的一对探测电极将探测信号作用于土壤，并接收土壤的传输信号，该信号经过信号处理单元的处理，根据接收信号的大小计算土壤的电阻，与不同湿度的土壤电阻的比较就可以得到探测位置的湿度。土壤温度的探测一般采用热敏电阻等温度传感器进行探测。现有技术的这种土壤参数探测装置的主要缺点是，直流探测信号引起土壤的极化，探测数据不稳定、不可靠。探针与土壤的接触面积小，对土壤湿度的检测速度慢，探测精度低。土壤极化又反过来增加探测电极的腐蚀速度，缩短了探测装置的使用寿命。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题，就是针对现有技术的土壤参数探测装置探测数据不稳定、不可靠的缺点，提供一种能有效地实时测量土壤温度、湿度的数字化土壤参数测试仪。
本实用新型解决所述技术问题，采用的技术方案是，数字化土壤参数测试仪，包括探测信号单元、信号处理单元和至少1对探测电极，所述探测电极与信号处理单元和探测信号单元电连接，所述探测电极埋入土壤中传输和接收信号，其特征在于，所述探测信号单元为高频交流信号发生器，所述信号为高频交流信号。
进一步的，还包括通信单元，所述通信单元与信号处理单元电连接。
具体的，所述信号处理单元由数字信号处理器构成。
具体的，所述探测电极由不锈钢管构成。
进一步的，所述探测电极中有一只装有温度传感器，所述温度传感器与信号处理单元电连接。
具体的，所述探测电极为2对。
进一步的，所述探测电极成平行矩阵排列。
具体的，所述探测电极分别位于正方形的4个顶点。
具体的，所述正方形的几何尺寸与高频交流信号的频率波长相关。
进一步的，所述正方形对角线上的2只探测电极为一对，具有相同极性，两条对角线上的探测电极极性不相同。
本实用新型的有益效果是，能进行高精度的湿度检测，并降低了探测电极的腐蚀速度，具有优异的环境适应性，具有优异的响应特性。进一步的技术方案能同时测试土壤温度及湿度，进行信息数字化处理和传输，实现智能控制，适用于大面积的自动化土壤参数采集。
附图说明
图1是实施例电路框图；
图2是实施例结构示意图；
图3是探测电极排列示意图；
图4是温度传感器装配示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例，详细描述本实用新型的技术方案。
本实用新型采用的土壤参数探测技术，利用高频交流电场测定土壤湿度，是一种可靠、快速、非破坏性的体积含水量测定技术。
实施例
如图1所示，本例的数字化土壤参数测试仪，包括探测信号单元10、信号处理单元12和至少1对探测电极5。探测电极5插入土壤中约30mm，并与探测信号单元电连接，将信号处理单元产生的高频交流信号馈入土壤中。探测电极5也接收土壤中反馈回来的信号，通过信号调理电路11进行放大、滤波、整形和数字化采样处理后，得到含有土壤湿度信息的数据信号，该数据信号被送入信号处理单元12进行处理。本例信号处理单元12由数字信号处理器构成，能够根据存储的土壤湿度信息的数据与土壤湿度值对应关系得到土壤湿度。探测信号单元10为高频交流信号发生器，能够根据信号处理单元12的指令，产生高频交流信号。本例数字化土壤参数测试仪增加了通信单元13，通过与信号处理单元12的电连接，能够将信号处理单元12采集的土壤参数进行传输，可以扩大土壤参数采集的面积，进行大范围数据采集和监控。本例的数字化土壤参数测试仪结构如图2所示，电路元器件安装在印刷电路板1上，探测电极5共2对，安装在探测仪底部，成平行矩阵排列，4只探测电极分别位于正方形(图3中虚线所示的正方形)的4个顶点。正方形对角线上的2只探测电极5为一对，具有相同极性，两条对角线上的探测电极5极性不相同。图3中正方形的几何尺寸与高频交流信号的波长具有相关性，对于特定结构的探测电极分布参数(主要是正方形的边长或对角线尺寸)，通过选择合适波长的高频交流信号，可以提高探测精度，降低干扰。探测电极5采用不锈钢管构成，具有较高的抗腐蚀能力。4只探测电极中其中有一只装有温度传感器50，如图4所示。温度传感器50与信号处理单元电连接，用于探测土壤温度。
Claims (10)
1.数字化土壤参数测试仪，包括探测信号单元、信号处理单元和至少1对探测电极，所述探测电极与信号处理单元和探测信号单元电连接，所述探测电极埋入土壤中传输和接收信号，其特征在于，所述探测信号单元为高频交流信号发生器，所述信号为高频交流信号。
2.根据权利要求1所述的数字化土壤参数测试仪，其特征在于，还包括通信单元，所述通信单元与信号处理单元电连接。
3.根据权利要求1所述的数字化土壤参数测试仪，其特征在于，所述信号处理单元由数字信号处理器构成。
4.根据权利要求1所述的数字化土壤参数测试仪，其特征在于，所述探测电极由不锈钢管构成。
5.根据权利要求4所述的数字化土壤参数测试仪，其特征在于，所述探测电极中有一只装有温度传感器，所述温度传感器与信号处理单元电连接。
6.根据权利要求1～5任意一项所述的数字化土壤参数测试仪，其特征在于，所述探测电极为2对。
7.根据权利要求6所述的数字化土壤参数测试仪，其特征在于，所述探测电极成平行矩阵排列。
8.根据权利要求7所述的数字化土壤参数测试仪，其特征在于，所述探测电极分别位于正方形的4个顶点。
9.根据权利要求8所述的数字化土壤参数测试仪，其特征在于，所述正方形的几何尺寸与高频交流信号的频率波长相关。
10.根据权利要求9所述的数字化土壤参数测试仪，其特征在于，所述正方形对角线上的2只探测电极为一对，具有相同极性，两条对角线上的探测电极极性不相同。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102650607A (zh) * | 2012-04-28 | 2012-08-29 | 中国科学院地理科学与资源研究所 | 一种测定好氧发酵物料含水率的方法和装置 |
| CN102997964A (zh) * | 2012-12-07 | 2013-03-27 | 西北农林科技大学 | 一种土壤多参数传感测量系统 |
| CN105651340A (zh) * | 2016-03-09 | 2016-06-08 | 苏州天擎电子通讯有限公司 | 一种土壤温度湿度传感器 |
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2011
- 2011-01-17 CN CN2011200132426U patent/CN201965109U/zh not_active Expired - Fee Related
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