TW201541077A

TW201541077A - 無線土壤張力感測器

Info

Publication number: TW201541077A
Application number: TW103119928A
Authority: TW
Inventors: Cheng-Hung Chang
Original assignee: Cheng-Hung Chang
Priority date: 2014-04-30
Filing date: 2014-06-09
Publication date: 2015-11-01
Also published as: US20150316497A1; TWI519785B

Abstract

本發明揭露一種無線土壤張力感測器，包含：一上段容置室部分、一中段容置室部分、一下段容置室部分、以及一感測器模組；其中，該上段容置室部分、中段容置室部分與下段容置室部分組裝後形成一個密封的空間，以容納該感測器模組和水。其中，該上段容置室部分具有一管狀體形狀；該中段容置室部分具有一個上寬下窄的漏斗狀體；該中段容置室部分的上端略小於所述上段容置室部分的下端內緣，以便於組裝及緊密結合；而該下段容置室部分具有一拉長的圓頂形狀。如此，在組裝後，該感測器模組容置於組裝後的容置空間內，且組裝後的張力感測器可應用於可一種延伸式的無線土壤感測器。

Description

無線土壤張力感測器

本揭露係關於一種無線土壤張力感測器。

即時土壤張力量測是目前最有效的農業灌溉管理的方式，藉由監測土壤中的水含量來保持農作物的健康並節省水資源。

傳統的土壤張力計為一密封式的管狀體，具有一容置水的腔室以及一具有滲水功能的多孔性末端，該多孔性末端係埋於土壤下。多孔性末端周圍土壤內的水分張力與容置於腔室內的水張力形成水勢能接觸。當土壤相對含較少水分時，容置於腔室內的水會逐漸透過該多孔性末端形成一吸力。藉由量測腔室內的水分張力，得以推算出土壤的水勢能。

第一圖所示為習知的無線土壤張力計結構示意圖。如第一圖所示，該習知的無線土壤張力計的本體100包含一管狀容置室110，該管狀容置室110，該管狀容置室110具有一下端111 和一上端112，一多孔性末端120，一頂部130，以及一天線140。該多孔性末端120係安裝於該管狀容置室110的下端111。該多孔性末端120具有延伸進入該管狀容置室110的一第一段，以及與土壤直接接觸的一第二段。頂部130係安裝於該管狀容置室110的上端112，而天線140係安裝於頂部130。當張力計插入土壤時，頂部130和天線140係向上延伸於地表上。管狀容置室110具有一外圍周壁，形成一流體腔室。該流體腔室從該管狀容置室110的上端112延伸到下端111。

本發明的主要目的在於提供一種提供靈活且容易進行部署的無線土壤張力感測器。

本發明之實施例揭露一種無線土壤張力感測器，包括：一上段容置室部分、一中段容置室部分以及一下段容置室部分，以組裝形成一個密封的空間，用於容納一個感測器模組和液體；其中，該上段容置室部分具有管狀體形狀並且更包括一外管、一內管以及連接該外管和內管的一環形板；所述內管更包括具有一開口的一底部，以及圍繞該開口的一突出壁；當所述感測器模組設置在所述內管內時，該感測器模組係坐在突出壁上，可以密封所述開口；連接該外管和內管的該環形板上設置有一小孔；該上段容置室部分更包括一環形密封件，該環形密封件具有一插頭，以密封環形板的小孔；所述環形密封件係設置在所述環形板上面；該中段容置室部分具有一個漏斗狀體，其頂部較大而底部較小，該中段容置室部分的上端略小於所述上段容置室部分的外管的下端內緣；該中段容置室部分還包括一個底環和與一頂突出壁；該頂突出壁具有一管狀形體且為自中段容置室部分的漏斗狀體的上端的延伸；該頂突出壁的大小略小於所述上段容置室部分的外管，以緊密地配合在所述上段容置室部分的外管內；該底環係連接到所述中段容置室部分的漏斗狀體的下端；所述下段容置室部分還包括一個頂環，以設置於所述下段容置室部分的上端。

以下茲配合圖示、實施範例之詳細說明及申請專利範圍，將上述及本揭露之其他目的與優點詳述於後。

100‧‧‧本體

110‧‧‧管狀容置室

111‧‧‧下端

112‧‧‧上端

120‧‧‧多孔性末端

130‧‧‧頂部

140‧‧‧天線

201‧‧‧上段容置室部分

2011‧‧‧外管

2012‧‧‧內管

2012a‧‧‧底部

2012b‧‧‧開口

2012c‧‧‧突出壁

2013‧‧‧環形板

2013a‧‧‧小孔

2014‧‧‧環形密封件

2014a‧‧‧插頭

202‧‧‧中段容置室部分

202a‧‧‧底環

202b‧‧‧頂突出壁

203‧‧‧下段容置室部分

203a‧‧‧頂環

204‧‧‧感測器模組

205‧‧‧密封空間

206‧‧‧蓋件

301‧‧‧感測器容置外殼

3011‧‧‧第一段

3012‧‧‧第二段

3013‧‧‧第三段

3014‧‧‧第四段

302‧‧‧接合元件

401‧‧‧感測器容置外殼

4011‧‧‧第一段

4012‧‧‧第二段

4013‧‧‧第三段

402‧‧‧接合元件

為使本發明之目的、技術特徵及優點，能更為相關技術領域人員所了解，並得以實施本發明，在此配合所附之圖式，具體闡明本發明之技術特徵與實施方式，並列舉較佳實施例進一步說明。以下文中所對照之圖式，係表達與本發明特徵有關之示意，並未亦不需要依據實際情形完整繪製；而關於本案實施方式之說明中涉及本領域技術人員所熟知之技術內容，亦不再加以贅述，合先敘明。

第一圖所示為習知無線土壤張力感測器的示意圖。

第二圖所示為本發明之無線土壤張力感測器的示意圖。

第三圖所示為本發明之無線土壤張力感測器應用於一可延伸式無線土壤量測裝置實施例的示意圖。

第四圖所示為本發明之無線土壤張力感測器應用於另一可延伸式無線土壤量測裝置實施例的示意圖。

第二圖所示為本發明之無線土壤張力感測器的示意圖。如第二圖所示，本發明之無線土壤張力感測器包括：一上段容置室部分201、一中段容置室部分202以及一下段容置室部分203，以及一感測器模組204。該上段容置室部分201、中段容置室部分202與一下段容置室部分203組裝後形成一個密封的空間205，以容納該感測器模組204和液體。其中，該上段容置室部分201具有一管狀體形狀；該中段容置室部分202具有一個漏斗狀體；而該下段容置室部分203具有一拉長的圓頂形狀。在本實施例中，該中段容置室部分202的上端略小於所述上段容置室部分201的下端內緣；且該下段容置室部分203的上端略小於所述中段容置室部分202的下端內緣。如此，在組裝後，該上段容置室部分201、中段容置室部分202與一下段容置室部分203可形成一個緊密封閉的空間205，以儲存液體。

該上段容置室部分201更包括一外管2011、一內管2012以及連接該外管2011和內管2012的一環形板2013。所述內管 2012更包括具有一開口2012b的一底部2012a，以及圍繞該開口2012b的一突出壁2012c。所述突出壁2012c的高度不高，以便將所述感測器模組204設置在所述內管2012內時，該感測器模組204係坐在突出壁上2012c，可以密封所述開口2012b。連接該外管2011和內管2012的該環形板2013上設置有一小孔2013a。該上段容置室部分201更包括一環形密封件2014，該環形密封件2014具有一插頭2014a，以密封環形板2013的小孔2013a。所述環形密封件2014係設置在所述環形板上面2013。該外管2011、內管2012與環形板2013係為一體成型，例如由塑膠製成。該環形密封件2014可由，例如，橡膠製成。當組合時，該環形密封件2014置放在該環形板2013上面，環形密封件2014的上緣與所述內管2012的上端在同一高度，且其高度略低於所述外管2011的上端。如此一來，外管2011的內側與內管2012的上面便形成一向上開口的凹陷。

如前所述，該中段容置室部分202具有一個漏斗狀體，其頂部較大而底部較小。該中段容置室部分202的上端略小於所述上段容置室部分201的外管2011的下端內緣，以方便緊密組合。在本實施例中，該中段容置室部分202還包括一個底環202a和與一頂突出壁202b；該頂突出壁202b具有一管狀形體且為自中段容置室部分202的漏斗狀體的上端的延伸。該頂突出壁202b的直徑大小略小於所述上段容置室部分201的外管2011，以緊密地組合在所述上段容置室部分201的外管內 2011。該底環202a係連接到所述中段容置室部分202的漏斗狀體的下端。該底環202a的中央洞口係在組合時供該下段容置室部分203穿入。在本實施例中，該中段容置室部分202可由塑膠製成。

所述下段容置室部分203還包括一個頂環203a，設置於所述下段容置室部分203的上端。該下段容置室部分203的頂環203a與所述中段容置室部分202的底環202a相符。該下段容置室部分203係由多孔性材料製成，以利於水氣滲透。

進行組裝時，先將該下段容置室部分203插入所述中段容置室部分202，該下段容置室部分203的圓頂形狀部分由所述中段容置室部分202的底環202a的中央洞口穿出，直到該下段容置室部分203的頂環203a坐落於所述中段容置室部分202的底環202a。然後，再將該中段容置室部分202的頂突出壁202b插入所述上段容置室部分201的外管2011的下端。在插入處可施以黏著劑，以增加其結合強度。接著，將該感測器模組204放入內管2012，再從該環形板2013上的小孔2013a將水注入所述的緊密封閉空間205。最後，將該環形密封件2014置放在該環形板2013上面，並且該環形密封件2014的插頭2014a，插入且密封環形板2013的小孔2013a，以完成將水密封於封閉空間205內，並完成組裝。

值得注意的是，所述的感測器模組204更包含量測土壤張力的一壓力感測單元與一溫度感測單元、進行無線通訊的一傳輸器、以及一電源，例如一鈕扣型電池。其他的感測單元也可加入。

如第二圖所示，本發明之無線土壤張力感測器可更包含一蓋件206，且所述蓋件206係置放於前述該外管2011的內側與內管2012的上面所形成一向上開口的凹陷內。在本實施例中，該蓋件206可為，例如，一塑膠鏍件。

第三圖所示為本發明之無線土壤張力感測器應用於一可延伸式無線土壤量測裝置實施例的示意圖。如第三圖所示，本發明之無線土壤張力感測器可可置放於一感測器容置外殼301內，該感測器容置外殼301更包括：一第一段3011、一第二段3012、一第三段3013、以及一第四段3014；其中，所述四個段係連接在一起，一體成型以形成一個圓管狀外殼。該容置外殼301優選地可由金屬，陶瓷或多孔塑料材料製成。第一段3011的結構包括一個圓管壁和一底部，以形成一個盤。第二段3012的結構也包括一個圓管壁和一底部。當連接時，所述第一段3011的底部和所述第二段3012形成一個可容納本發明之無線土壤張力感測器所述上段容置室部分201的空腔室，以密封和保護本發明之無線土壤張力感測器。底部有一個開口，用於允許將本發明之無線土壤張力感測器所述中段容置室部分202與下段容置室部分203延伸到第三段3013所形成的一空腔室。第三段3013具有與第一段3011類似的結構，當連接到所述第二段3012時，形成用於容納本發明之無線土壤張力感測器所述中段容置室部分202與下段容置室部分203的空腔室。第四段3014的結構包括一個圓管壁，連接到所述第三段3013的底部，並且可被認為是第三段3013的延伸。當組裝兩個感測器時，前一個感測器的第四段3014和下一個感測器的第一段3011透過一接合元件302接合。如此一來，感測器可以頭尾相連的方式透過接合元件302接合延伸，以形成一根桿棒。

第四圖所示為本發明之無線土壤張力感測器應用於另一可延伸式無線土壤量測裝置實施例的示意圖。如第四圖所示，一感測器容置外殼401包括：一第一段4011、一第二段4012、以及一第三段4013。本實施例可以被用作在感測器接合成桿棒時的終端感測器。

綜而言之，本發明之無線土壤張力感測器的結構可讓多個土壤張力感測器接合延伸，以形成一根桿棒。提供感測器建置的方便性與靈活性，以適應不同的地下狀況。

因此，本發明之無線土壤張力感測器，確能藉所揭露之技藝，達到所預期之目的與功效，符合發明專利之新穎性，進步性與產業利用性之要件。

惟，以上所揭露之圖示及說明，僅為本發明之較佳實施例而已，非為用以限定本發明之實施，大凡熟悉該項技藝之人士其所依本發明之精神，所作之變化或修飾，皆應涵蓋在以下本案之申請專利範圍內。