CN211453611U

CN211453611U - 一种即显型土壤养分检测装置

Info

Publication number: CN211453611U
Application number: CN201921622583.6U
Authority: CN
Inventors: 李闯; 范雪梅; 符娜; 缪德银
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-09-27
Filing date: 2019-09-27
Publication date: 2020-09-08
Anticipated expiration: 2029-09-27

Abstract

本实用新型公开了一种即显型土壤养分检测装置，包括传感器模块、控制模块和供电电源，传感器模块输出端连接控制模块检测信号输入端，传感器模块包括温度传感器、湿度传感器、PH传感器和离子选择性电极，控制模块包括主体和设于主体内的中央处理模块，主体上设有LED显示屏、电源开关和测量开关；本实用新型能够快速精确地检测土壤温湿度、PH浓度及离子浓度，且结构简单，使用便捷，携带方便，在实现土壤养分检测功能的同时满足科研人员在室外条件下快速、简便分析土壤成分情况的使用需求。

Description

一种即显型土壤养分检测装置

技术领域

本实用新型涉及土壤监测技术领域，尤其涉及一种即显型土壤养分检测装置。

背景技术

目前，许多人在种植花卉时因为不知道种植土壤中缺少什么养分，进而导致植物生长过程中无法定向添加植物所缺养分，从而使得植物生长不良甚至死亡。现有的土壤养分检测方法多是通过采集土壤样本，将样本添加蒸馏水获得溶液后，通过实验设备来检测土壤养分，此种方法不仅操作复杂，且检测周期较长，无法满足当前的使用需求。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种即显型土壤养分检测装置，能够快速精确地检测土壤温湿度、PH浓度及离子浓度，且结构简单，使用便捷，携带方便，在实现土壤养分检测功能的同时满足科研人员在室外条件下快速、简便分析土壤成分情况的使用需求。

本实用新型采用的技术方案为：

一种即显型土壤养分检测装置，包括传感器模块、控制模块和供电电源，传感器模块输出端连接控制模块检测信号输入端；传感器模块包括温度传感器、湿度传感器、PH传感器和离子选择性电极，温度传感器输出端、湿度传感器输出端、PH传感器输出端和离子选择性电极输出端分别连接控制模块检测信号输入端。

进一步地，所述控制模块包括主体和设于主体内的中央处理模块，主体上设有LED显示屏、电源开关和测量开关，LED显示屏、电源开关和测量开关分别连接中央处理模块。

进一步地，所述控制模块还包括信息存储模块，信息存储模块通讯端连接中央处理模块第一通讯端，主体上设有用于连接信息存储模块的通讯接口。

进一步地，所述主体上设有用于控制信息存储模块启停的记录开关。

进一步地，所述主体设有用于向供电电源充电的充电接口。

进一步地，还包括GPS模块，GPS模块通讯端连接中央处理模块第二通讯端。

本实用新型具有以下有益效果：

（1）通过设置温度传感器、湿度传感器、PH传感器和离子选择性电极，能够及时检测将土壤中温度、湿度、PH值、N⁺浓度、P³⁺浓度、K⁺浓度和Ca²⁺浓度信息，满足科研人室外操作的使用需求，同时，内置供电电源，使本实用新型携带方便，使用便捷，降低科研人员在检测工作中的劳动强度并能够提高工作效率；

（2）通过在主体上述设置LED显示屏，使检测结果能够实时显示，提高本实用新型的实用性，通过设置电源开关和测量开关，分别控制电源的开启和传感器模块的通断，智能便捷；

（3）通过设置用于控制信息存储模块启停的记录开关，能够选择性记录关键数据，在实现数据存储功能的同时，降低非必要数据占用的空间，提高信息存储模块利用率；

（4）通过设置GPS模块，能够在记录测量数据的同时获取实时位置信息，进而实现位置与记录数据的关联，免去操作人员手工记录位置信息的操作，不仅降低劳动强度，且提高记录效率和准确度，进一步提高本实用新型的自动化程度。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1的侧视图；

图3为本实用新型的电路原理框图；

图4为本实用新型中温度传感器的电路原理图；

图5为本实用新型中湿度传感器的电路原理图；

图6为本实用新型中PH传感器的电路原理图；

图7为本实用新型中新型离子选择性电极的电路原理图。

附图标记说明：

1、LED显示器；2、电源开关按键；3、USB接口；4、充电接口；5、测量开关按键；6、记录开关按键；7、数据传输线；8、传感器模块；9、信息存储模块；10、GPS模块；11、供电电源；12、罩帽；13、内参比电极；14、内充溶液；15、电极膜；16、电极管。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型包括传感器模块8、控制模块和供电电源11，传感器模块8输出端连接控制模块检测信号输入端；传感器模块8包括温度传感器、湿度传感器、PH传感器和离子选择性电极，温度传感器输出端、湿度传感器输出端、PH传感器输出端和离子选择性电极输出端分别连接控制模块检测信号输入端。

为了更好地理解本实用新型，下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步说明。

如图1和图2所示，本实用新型包括传感器模块8、控制模块和供电电源11，传感器模块8输出端连接控制模块检测信号输入端，传感器模块8和控制模块之间通过数据传输线7连接。

传感器模块8包括温度传感器、湿度传感器、PH传感器和离子选择性电极ISE，温度传感器输出端、湿度传感器输出端、PH传感器输出端和离子选择性电极输出端分别连接控制模块检测信号输入端。

控制模块包括主体，主体内设有中央处理模块、信息存储模块9和GPS模块10，主体正面设有LED显示屏、电源开关按键2、测量开关按键5和记录开关按键6，主体侧面设有USB接口3和充电接口4。

如图3所示，温度传感器输出端、湿度传感器输出端、PH传感器输出端和离子选择性电极输出端分别连接控制模块检测信号输入端，信息存储模块9通讯端连接中央处理模块第一通讯端，GPS模块10通讯端连接中央处理模块第二通讯端，中央处理模块控制端连接LED显示屏受控端，电源开关按键2、测量开关按键5和记录开关按键6分别连接在中央处理模块，USB接口3连接信息存储模块9，充电接口4连接供电电源11。

如图4所示，本实用新型的温度传感器采用硅二极管VD1和VD2作为温度传感器，A1、VT1、二极管及多个电阻构成的恒流源电路，为VD1和VD2提供恒定的电流。放大器A2将与温度相应的VD1和VD2的电压变化放大到需要的电平，在放大器A2的输出端接入电压表后连接到LED显示器1。

如图5所示，本实用新型的湿度传感器使用了三片IC：IC1为HM1500/1520型湿度传感器，IC2是由美国微芯片(Microchip)公司生产的带10位ADC的单片机PIC16F874，IC3为七个硅NPN达林顿管组成的反相驱动器MC1413。IC2的PA1～PA4输出位扫描信号，经过IC3获得反相后的位驱动信号。IC2中的PB0～PB6输出7段码信号，接LED显示器1相应的笔段电极a～g。IC2还具有掉电保护功能，MCLR为掉电复位锁存端，当UDD从+5V降至+4V以下时，芯片就进入复位状态，一旦电源电压又恢复正常，必须经过72ms的延迟时间才脱离复位状态，转入正常运行状态。

如图6所示，在检测时，本实用新型的PH传感器的A端置于待检测土壤或溶液中，因为不同植物所需生长的PH值不同，对土壤条件要求不同，在植物生长过程中，当土壤中PH变化时，电路产生电流，在B端时触发所连接的LED显示器1，便能读出土壤中PH值。

如图7所示，本实用新型的离子选择性电极ISE包括罩帽12、内参比电极13、内充溶液14、电极膜15和电极管16，罩帽12和电极管16上下设置，内参比电极13上端连接罩帽12，电极管16内设有内充溶液14，内参比电极13下端浸入内充溶液14中，电极膜15设于电极管16底部。

本实用新型的工作过程为：

按下电源开关按键2，中央处理模块控制供电电源11通电，操作人员将传感器模块8插入待测土壤或水中；然后，按下测量开关按键5，中央处理模块收到检测指令，供电电源11向传感器模块8供电，传感器模块8开始测量，在需要记录测量结果时，按下记录开关按键6，信息存储模块9开始存储记录信息。

传感器模块8测量所得土壤或水中的成分会显示在LED显示器1上，包括N⁺浓度、P³⁺浓度、K⁺浓度、Ca²⁺四种离子浓度信息，以及土壤温度、湿度、PH值以及GPS模块10测得的所测地点经纬度信息；若要重新测量，继续按下测量开关按键5；若要导出信息存储模块9中记录的数据，通过将USB接口3与电脑相连进行信息传输，当供电电源11电量不足时，通过充电接口4对其充电。

本实用新型操作简单，体积小，便于随身携带，能够测量并储存所测土壤或水的多种理化性质，以方便与人们对土壤养分的了解，提高种植品质。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部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实用新型实施例技术方案的范围。

Claims

1.一种即显型土壤养分检测装置，其特征在于：包括传感器模块、控制模块和供电电源，传感器模块输出端连接控制模块检测信号输入端；传感器模块包括温度传感器、湿度传感器、PH传感器和离子选择性电极，温度传感器输出端、湿度传感器输出端、PH传感器输出端和离子选择性电极输出端分别连接控制模块检测信号输入端；

所述温度传感器采用硅二极管VD1和VD2，恒流源电路为硅二极管VD1和VD2提供恒定的电流；

所述控制模块还包括信息存储模块，信息存储模块通讯端连接中央处理模块第一通讯端，主体上设有用于连接信息存储模块的通讯接口，主体上设有用于控制信息存储模块启停的记录开关。

2.根据权利要求1所述的即显型土壤养分检测装置，其特征在于：所述控制模块包括主体和设于主体内的中央处理模块，主体上设有LED显示屏、电源开关和测量开关，LED显示屏、电源开关和测量开关分别连接中央处理模块。

3.根据权利要求2所述的即显型土壤养分检测装置，其特征在于：所述主体设有用于向供电电源充电的充电接口。

4.根据权利要求1所述的即显型土壤养分检测装置，其特征在于：还包括GPS模块，GPS模块通讯端连接中央处理模块第二通讯端。