CN212539343U - 一种用于测量田间水位的传感器装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及传感器技术领域，尤其涉及了一种用于测量田间水位的传感器装置，包括调位扣、外部装置和内部装置，外部装置设置有第一空腔，调位扣和内部装置均设置在第一空腔内，外部装置的顶部与内部装置的顶部通过调位扣连接，外部装置的外表面的中部设置有第一通孔，内部装置的内部设置有第二空腔，第二空腔的顶部设置有检测区，检测区将第二空腔的顶部密封，本实用新型所述装置在农田安装过程中，方便快捷，简单可靠；使用过程中，维护方便，功耗低，运行稳定，数据传输实时准确。

Description

一种用于测量田间水位的传感器装置

技术领域

本实用新型涉及传感器技术领域，尤其涉及了一种用于测量田间水位的传感器装置。

背景技术

农田水位是影响农业生产的重要因素之一，不同作物对灌溉水的忍耐程度不尽相同，一旦超过作物的忍耐范围，轻则抑制作物的正常生长，造成减产，重则导致作物死亡。因此，准确实时地掌握农田水位资料对农业生产实践具有重要意义。通过农田水位的在线实时监测，可以指导农户合理灌溉，使得水资源得到有效利用，以达到作物高产的目的。

现有的用于农田水位传感器，装置精密、结构复杂；但是由于农业生产的实际环境恶劣，会使得农田用水位传感器需要长期维护。装置精密、结构复杂会使得维护难度提升，需要专业的人员进行维护，增加了农业生产的难度。

中国专利CN111174873A公开了专利名称为光电式无线水田水位传感器的专利，如图1至图2所示，其技术要点在于：光电式无线水田水位传感器包括：筒盖、支撑体、控制仓体、光路筒体以及进水体；所述筒盖位于控制仓体上部；所述支撑体与所述控制仓体侧边连接；所述控制仓体中部设有光路筒体通道，后侧安装有传感器电路板；所述光路筒体第一端与激光发射体连接，第二端与所述进水体顶部相连且相通；所述传感器电路板与天线、电池、激光发射体、光接收体及开关电连接；所述进水体设置有滤膜，底部设有光接收体与所述激光发射体同轴对视，光线通过不同水深使光强改变以获取当前水位。

中国专利CN109030786A公开了专利名称为一种农田灌溉用水测量装置及测量方法的专利，如图3所示，包括若干个土壤水分传感器、水位传感器、校准机构、太阳能供电机构、微控制器和数据管理机构，若干个土壤水分传感器均设置于农田，水位传感器通过校准机构安装于农田，水位传感器和若干个土壤水分传感器均与微控制器连接，太阳能供电机构与微控制器连接，微控制器通过无线模块与数据管理机构连接。校准机构包括底座、透明材料制成的圆筒和校准器，底座水平放置于农田，圆筒垂直置于底座上，圆筒的侧壁设有与圆筒的内腔相通的透水孔，圆筒的内腔设有标尺，校准器置于圆筒的上端端面，水位传感器插入圆筒内，且水位传感器的下端贴紧底座的上面。透水孔的数量为多个，多个透水孔于圆筒的侧壁均匀分布。底座包括底板和固定柱，固定柱的上端与底板连接，固定柱的下端插入农田的土壤里，且底板的下端与农田的土壤相贴紧。固定柱的直径自上端至下端逐渐减小。

实用新型内容

本实用新型针对背景技术的问题，提供了一种用于测量田间水位的传感器装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型通过下述技术方案得以解决：

一种用于测量田间水位的传感器装置，包括外部装置和内部装置外部装置设置有第一空腔，外部装置的长度大于内部装置的长度，外部装置的外表面的中部设置有用于农田水进出的第一通孔，内部装置的内部设置有第二空腔，第二空腔的顶部设置有检测区，检测区将第二空腔的顶部密封，使得在有水封住内部装置底部端口时，第二空腔为密封状态，内部装置的底部与外部装置的底部均设置为开口结构，农田水中的杂质通过第一通孔进入到第一空腔，可以有效的使得杂质沉淀在第一空腔的底部，防止杂质堵塞第一通孔和内部装置底部端口。

优选的，所述传感器装置还包括调位扣，调位扣设置在第一空腔内，所述调位扣连接外部装置与内部装置。

优选的，外部装置的顶部设置有封盖，封盖上设置有安装孔，调位扣通过安装孔安装在封盖上，调位扣由带有内螺纹孔的螺栓、与内螺纹孔配合的螺杆以及用于固定内部装置的卡扣组成，螺栓设置安装孔内，螺杆与卡扣连接，转动暴露于封盖外部的螺栓可以对内部装置进行高低调动，可以使得内部装置内腔的下部端口与农田的地表在同一高度，可以认为是农田的零水位。

优选的，外部装置的外表面设置有第二通孔，第二通孔设置在外部装置的顶部。

优选的，检测区内设置有安装板，安装板上设置有水位传感器，所述水位传感器包括第一感应孔、第二感应孔以及通信线缆。

优选的，第一感应孔与第一空腔连通，第二感应孔与第二空腔连通，通信线缆从第二空腔的检测区导出，再通过第二通孔倒抽至传感器装置外部。

可替换的，水位传感器(501)可设置在传感器装置的外部，所述水位传感器包括第一感应孔和第二感应孔，第二感应孔通过气管连通第二空腔，第一感应孔连接大气压，，气管穿透安装板连接水位传感器。

优选的，还包括定位套，定位套设置有翻边，定位套通过翻边固定在农田上，外部装置套设在定位套的内部。

本实用新型由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：

本实用新型具有结构简单、易安装、易维护、功耗低、运行稳定、使用寿命长等优点，并且数据传输实时准确、结构简单、易安装、易维护，能够实现水位的在线监测和满足实际生产需要，具有良好的应用前景。

本实用新型在农田安装过程中，方便快捷，简单可靠；使用过程中，维护方便，只要简单清洗便可，大大提高了水位传感器的实用性。

附图说明

图1是背景技术中对比文件1的结构示意图。

图2是背景技术中对比文件1的爆炸视图。

图3是背景技术中对比文件2的结构示意图。

图4是本实用新型实施例1的外部结构示意图。

图5是本实用新型实施例1的内部结构示意图。

图6是本实用新型实施例1的使用示意图。

图7是本实用新型实施例2的内部结构示意图。

附图中各数字标号所指代的部位名称如下：其中，1-农田、2-定位套、21-翻边、3-外部装置、301-封盖、3011-安装孔、302-第二通孔、303-第一通孔、304-第一空腔、4-调位扣、401-螺栓、402-螺杆、403-卡扣、5-内部装置、51-检测区、511-安装板、501-水位传感器、5012-第一感应孔、5011-第二感应孔、5013-通信线缆、502-第二空腔、503-气管。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步详细描述。

实施例1

如图4-6所示，一种用于测量田间水位的传感器装置，包括调位扣4、外部装置3和内部装置5，外部装置3设置有第一空腔304，调位扣4和内部装置5均设置在第一空腔304内，外部装置3的长度大于内部装置5的长度，外部装置3的顶部与内部装置5的顶部通过调位扣4连接，外部装置3的外表面的中部设置有用于农田1水进出的第一通孔303，内部装置5的内部设置有第二空腔502，第二空腔502的顶部设置有检测区51，检测区51将第二空腔502的顶部密封，内部装置5的底部与外部装置3的底部均设置为开口结构。

其中，外部装置3的顶部设置有封盖301，封盖301上设置有安装孔3011，调位扣4通过安装孔3011安装在封盖301上，调位扣4由带有内螺纹孔的螺栓401、与内螺纹孔配合的螺杆402以及用于固定内部装置5的卡扣403组成，螺栓401设置安装孔3011内，螺杆402与卡扣403连接，转动调位扣4暴露在封盖301外部的螺栓401，可以对内部装置5进行高低调动。

此外，本实施例的外部装置3的外表面设置有第二通孔302，第二通孔302设置在外部装置3的顶部，检测区51内设置有安装板511，安装板511上设置有水位传感器501，水位传感器501)包括第一感应孔5012、第二感应孔5011以及通信线缆5013，第一感应孔5012与第一空腔304连通，第二感应孔5011与第二空腔502连通，水位传感器501的通信线缆5013从第二空腔(502)的检测区(51)导出。

使用方法：外部装置3的底部部分设置在农田1上，当农田1的水通过外部装置3的第一通孔303进入到第一空腔304内时，由于外部装置3的上部设置有第二通孔302，使得第一空腔304内的水位与农田1水位相同(由于没有气压差)；内部装置5由于第二空腔502的上部密封，而水又密封住内部装置5底部端口，当农田1水位升高时，第二空腔502的水位也会缓慢升高，从而导致密封状态的第二空腔502的体积减小，所以导致了第二空腔502内的气压增大，第二空腔502内部的气压随稻田水位的变化而变化。

水位传感器501的工作方式：水位传感器501通过第二感应孔5011连通第二空腔502，通过第一感应孔5012连通第一空腔304(等同环境大气压)。在不同水位下，第二空腔502内气体压缩量不同，气压也不同。因此第二空腔502内与环境大气压形成一个压力差值。根据水位传感器501特性：压力差值与水位之间存在线性的关系。水位传感器501将压力差值转换为可测量的电压信号，通过通信线缆5013传输给水位传感器501装置所连接的设备，再通过外部设备的ADC采集及MCU计算，即可得到压力差值与水位之间的对应关系，进一步得出当前的水位值。

该水位传感器501装置在使用过程中，农田1水中的杂质会随着水流进入到第一空腔304，由于外部装置2固定在农田1的部分内部中空，水中固体杂质会慢慢沉降在第一空腔304的底部，不会堵塞第一通孔303，当第一空腔304里的杂质过多，杂质会沉降到外部装置3固定在农田1部分的第一空腔304里，使得内部装置5底部端口不易堵塞。

实施例2

如图7所示，本实施例与实施例1的区别之处在于：水位传感器501不设置于内部装置5内部，替代地，水位传感器501设置在传感器装置的外部，水位传感器包括第一感应孔5012和第二感应孔5011，第二感应孔5012通过气管503连通第二空腔502，第一感应孔5012连接大气压，检测区51内设置有安装板511，气管503穿透所述安装板511通过外部装置3通孔导出连接水位传感器501。

当农田1有水时，水通过第一通孔303进入到第一空腔304，由于外部装置3的上部有第二通孔302，使得第一空腔304的水位与农田1水位相同；内部装置5由于第二空腔502的上部密封，使得第二空腔502为一个密闭空间，水位传感器501通过插接在第一感应孔5012与第二感应孔5011内的气管503检测第二空腔502内的气压，并且通过转化和计算，从而得到农田1的当前水位值。进一步得出第二空腔502气压随稻田水位的变化而变化。

实施例3

本实施例与实施例1的区别之处在于：还包括定位套2，定位套2设置有翻边21，定位套2通过翻边21固定在农田1上，外部装置3套设在定位套2的内部。

总之，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本实用新型专利的涵盖范围。

Claims (8)

1.一种用于测量田间水位的传感器装置，包括外部装置(3)和内部装置(5)，其特征在于：外部装置(3)设置有第一空腔(304)，内部装置(5)均设置在第一空腔(304)内，外部装置(3)的外表面的中部设置有用于农田水进出的第一通孔(303)，内部装置(5)的内部设置有第二空腔(502)，第二空腔(502)的顶部设置有检测区(51)，第二空腔(502)的顶部检测区(51)密封，内部装置(5)的底部与外部装置(3)的底部均设置为开口结构且外部装置(3)的长度大于内部装置(5)的长度。

2.根据权利要求1所述的一种用于测量田间水位的传感器装置，其特征在于：所述传感器装置还包括调位扣(4)，调位扣(4)设置在第一空腔(304)内，所述调位扣(4)连接外部装置(3)与内部装置(5)。

3.根据权利要求2所述的一种用于测量田间水位的传感器装置，其特征在于：外部装置(3)的顶部设置有封盖(301)，封盖(301)上设置有安装孔(3011)，调位扣(4)通过安装孔(3011)安装在封盖(301)上，调位扣(4)由带有内螺纹孔的螺栓(401)、与内螺纹孔配合的螺杆(402)以及用于固定内部装置(5)的卡扣(403)组成，螺栓(401)设置安装孔(3011)内，螺杆(402)与卡扣(403)连接，转动调位扣(4)位于封盖(301)外部的螺栓(401)，对内部装置(5)进行高低调动。

4.根据权利要求1所述的一种用于测量田间水位的传感器装置，其特征在于：外部装置(3)的外表面设置有第二通孔(302)，第二通孔(302)设置在外部装置(3)的顶部。

5.根据权利要求4所述的一种用于测量田间水位的传感器装置，其特征在于：检测区(51)内设置有安装板(511)，安装板(511)上设置有水位传感器(501)，所述水位传感器(501)包括第一感应孔(5012)、第二感应孔(5011)以及通信线缆(5013)。

6.根据权利要求5所述的一种用于测量田间水位的传感器装置，其特征在于：第一感应孔(5012)与第一空腔(304)连通，第二感应孔(5011)与第二空腔(502)连通，通信线缆(5013)从第二空腔(502)的检测区(51)中导出，再通过第二通孔(302)导出至所述传感器装置外部。

7.根据权利要求1所述的一种用于测量田间水位的传感器装置，其特征在于：还包括定位套(2)，定位套(2)设置有翻边(21)，定位套(2)通过翻边(21)固定在农田(1)上，外部装置(3)套设在定位套(2)的内部。

8.根据权利要求4所述的一种用于测量田间水位的传感器装置，其特征在于：还包括设置在传感器装置的外部的水位传感器(501)，所述水位传感器(501)包括第一感应孔(5012)和第二感应孔(5011)，第二感应孔(5011)通过气管(503)连通第二空腔(502)，第一感应孔(5012)连接大气压，气管(503)穿透安装板(511)连接水位传感器(501)。

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