本發(fā)明專利技術(shù)屬于土壤水分分析技術(shù)領(lǐng)域，具體公開了一種土壤墑情采集裝置及其工作方法，包括探頭、絕緣棒、PVC絕緣管、天線、圓錐堵頭、同軸電纜和上蓋。本發(fā)明專利技術(shù)的一種土壤墑情采集裝置及其工作方法，一方面設(shè)計合理、結(jié)構(gòu)緊湊，適用范圍廣，能夠快速、精準(zhǔn)的采集土壤水分信息且誤差小；另一方面可遠程收集監(jiān)控土壤墑情信息，使用方便、降低土壤墑情信息采集管理成本投入。同時本發(fā)明專利技術(shù)生產(chǎn)成本低、易推廣。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于土壤水分分析
，具體涉及。
技術(shù)介紹
墑，指土壤適宜植物生長發(fā)育的濕度。墑情，指土壤濕度的情況，土壤濕度是土壤的干濕程度，即土壤的實際含水量。土壤水是植物吸收水分的主要來源(水培植物除外)，另外植物也可直接吸收少量落在葉片上的水分，土壤水的主要來源是降水和灌溉水，其中穿插于土壤孔隙中的植物根系從含水土壤孔隙中吸取水分，用于生長發(fā)育需要。所以監(jiān)控分析土壤含水量情況是現(xiàn)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要指標(biāo)(可根據(jù)情況作出是否灌溉分析)，現(xiàn)有的土壤水分分析設(shè)備雖然價格低、使用方便，但是其測量誤差大、精度低、耗時長，從而不能滿足人們正常使用需求、無法對土壤含水量進行正確分析，作出正確的判斷。基于上述問題，本專利技術(shù)提供。
技術(shù)實現(xiàn)思路
專利技術(shù)目的:本專利技術(shù)的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供，解決現(xiàn)有檢測裝置測量誤差大、精度低、耗時長的問題，提高檢測效率與降低誤差，從而滿足人們種植需求。技術(shù)方案:本專利技術(shù)一方面提供一種土壤墑情采集裝置，包括探頭、絕緣棒、PVC絕緣管、天線、圓錐堵頭、同軸電纜和上蓋；所述探頭套在絕緣棒上設(shè)置在PVC絕緣管內(nèi)部；所述同軸電纜一端引出PVC絕緣管，另一端與天線連接設(shè)置在PVC絕緣管內(nèi)部；所述圓錐堵頭與絕緣棒一端連接；所述上蓋設(shè)置在PVC絕緣管上。優(yōu)選的所述所述探頭為銅環(huán)且至少設(shè)置3對，其中每對銅環(huán)間隔距離LI為10mm，單個銅環(huán)高度為20mm,銅環(huán)內(nèi)徑L2為21mm,銅環(huán)外徑L3為25mm。優(yōu)選的所述圓錐堵頭采用合金不銹鋼制得。優(yōu)選的所述采集裝置還包括電源模塊和智能信息處理模塊，其中電源模塊為采集裝置供電，智能信息處理模塊接收電磁波頻率信息進行處理并輸出。本專利技術(shù)另一方面提供一種土壤墑情采集裝置的工作方法，包括以下步驟， 步驟1、將圓錐堵頭一端插入土壤中，利用鋰電池對探頭供電，其中PVC絕緣管為絕緣體及同對探頭銅環(huán)中間設(shè)置間隔，通過上蓋裸露的部分與待測土壤接觸進行導(dǎo)電，作為導(dǎo)電介質(zhì)。步驟2、電磁波頻率信息通過同軸電纜傳輸至智能信息處理模塊，智能信息處理模塊接收并處理，利用天線將頻率信息傳輸至外部設(shè)備，其中外部設(shè)備為顯示器或遠程信息監(jiān)控管理裝置。 優(yōu)選的所述步驟2中首先3對探頭在土壤中的電磁波傳播頻率信號經(jīng)高頻振蕩器輸出放大整形，形成規(guī)則的高頻脈沖信號，再經(jīng)過分頻得到可采集計數(shù)的低頻信號，最后智能信息處理模塊將采集的頻率信號轉(zhuǎn)換為土壤水份信號并利用天線發(fā)送，其中土壤水份信號發(fā)送前采用CC2591信號放大器進行放大處理。優(yōu)選的所述智能信息處理模塊為CC2530單片機，其包括計數(shù)器、微處理CPU和無線射頻模塊。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)的有益效果在于: 本專利技術(shù)的，一方面設(shè)計合理、結(jié)構(gòu)緊湊，適用范圍廣，能夠快速、精準(zhǔn)的采集土壤水分信息且誤差小；另一方面可遠程收集監(jiān)控土壤墑情信息，使用方便、降低土壤墑情信息采集管理成本投入。同時本專利技術(shù)生產(chǎn)成本低、易推廣。【附圖說明】圖1是本專利技術(shù)一種土壤墑情采集裝置的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本專利技術(shù)一種土壤墑情采集裝置的探頭與PVC絕緣管組裝結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3本專利技術(shù)本專利技術(shù)一種土壤墑情采集裝置的探頭與PVC絕緣管組裝剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖4本專利技術(shù)一種土壤墑情采集裝置的工作方法一對探頭銅環(huán)通電后電磁波傳輸狀態(tài)示意圖； 圖5本專利技術(shù)一種土壤墑情采集裝置的工作方法信息采集及信息處理過程結(jié)構(gòu)框圖；其中圖中序號:1_探頭、2-絕緣棒、3- PVC絕緣管、4-天線、5-圓錐堵頭、6-同軸電纜、7-上蓋。【具體實施方式】下面結(jié)合附圖和具體實施例，進一步闡明本專利技術(shù)。一方面如圖1、圖2和圖3所示的本專利技術(shù)所提供的一種土壤墑情采集裝置，包括探頭1、絕緣棒2、PVC絕緣管3、天線4、圓錐堵頭5、同軸電纜6和上蓋7 ;探頭I套在絕緣棒2上設(shè)置在PVC絕緣管3內(nèi)部；同軸電纜6 —端引出PVC絕緣管3，另一端與天線4連接設(shè)置在PVC絕緣管3內(nèi)部；圓錐堵頭5與絕緣棒2 —端連接；上蓋7設(shè)置在PVC絕緣管3上。優(yōu)選的探頭I為銅環(huán)且至少設(shè)置3對，其中每對銅環(huán)間隔距離LI為10mm，單個銅環(huán)高度為20mm,銅環(huán)內(nèi)徑L2為21mm,銅環(huán)外徑L3為25mm。優(yōu)選的圓錐堵頭5采用合金不銹鋼制得。優(yōu)選的采集裝置還包括電源模塊和智能信息處理模塊，其中電源模塊為采集裝置供電，智能信息處理模塊接收電磁波頻率信息進行處理并輸出。其中，電源模塊為鋰電池可通過太陽板充電。 測量時，將PVC絕緣管3設(shè)置圓錐堵頭5的一端插入土壤中，保留上蓋7及PVC絕緣管3小部分位于土壤表面以上，此時即可采集土壤表面以下和土壤表面以上三處不同位置的土壤水分。其中，圓錐堵頭5采用合金不銹鋼一方面插入土壤快速(插入土壤時的阻力小)，另一方面與PVC絕緣管3密封防止水及其他雜質(zhì)進入傳感器內(nèi)，提高采集裝置使用壽命。另一方面本專利技術(shù)所提供的一種土壤墑情采集裝置的工作方法，包括以下步驟， 步驟1、將圓錐堵頭5 —端插入土壤中，利用鋰電池對探頭I供電，其中PVC絕緣管3為絕緣體及同對探頭I銅環(huán)中間設(shè)置間隔，通過上蓋7裸露的部分與待測土壤接觸進行導(dǎo)電，作為導(dǎo)電介質(zhì)。步驟2、電磁波頻率信息通過同軸電纜6傳輸至智能信息處理模塊，智能信息處理模塊接收并處理，利用天線4將頻率信息傳輸至外部設(shè)備，其中外部設(shè)備為顯示器或遠程信息監(jiān)控管理裝置。優(yōu)選的步驟2中首先3對探頭I在土壤中的電磁波傳播頻率信號經(jīng)高頻振蕩器輸出放大整形，形成規(guī)則的高頻脈沖信號，再經(jīng)過分頻得到可采集計數(shù)的低頻信號，最后智能信息處理模塊將采集的頻率信號轉(zhuǎn)換為土壤水份信號并利用天線4發(fā)送，其中土壤水份信號發(fā)送前采用CC2591信號放大器進行放大處理。優(yōu)選的智能信息處理模塊為CC2530單片機，其包括計數(shù)器、微處理CPU和無線射頻模塊。實施例進一步的如圖4所示利用電磁脈沖原理、根據(jù)電磁波在介質(zhì)中傳播頻率來測量土壤的表觀介電常數(shù)(ε)，從而得到土壤容積含水量。其中，同對探頭銅環(huán)I上下形成電容的兩個電極，中間為絕緣材料，兩側(cè)以土壤作為電容介質(zhì)，此時給電容通以高頻電磁脈沖信號，電磁脈沖在土壤中傳播，土壤的介電常數(shù)會影響傳播的頻率，所以通過檢測高頻信號在土壤中傳播的頻率就可以測定土壤的水份含量。如圖5所示首先探頭銅環(huán)I充當(dāng)高頻振蕩器LC諧振回路的電容元件，周圍土壤為其電介質(zhì)，當(dāng)土壤含水量變化時，電容的容值發(fā)生變化，從而高頻振蕩器輸出頻率也發(fā)生變化，其中變化頻率與土壤含水量成一定的比例關(guān)系；然后高頻振蕩器輸出的頻率信號經(jīng)過放大整形，形成規(guī)則的高頻脈沖，該脈沖信號再經(jīng)過分頻得到可以采集計數(shù)的低頻信號?’最后三對探頭的形成的三個低頻脈沖信號經(jīng)過多路轉(zhuǎn)換開關(guān)，分時進入計數(shù)器進行脈沖量計數(shù)并將采集的頻率信號轉(zhuǎn)換為土壤水份信號經(jīng)放大處理后通過天線4發(fā)送至顯示器或遠程信息監(jiān)控管理裝置。其中，本專利技術(shù)的土壤壤墑情采集裝置，信息采集發(fā)送頻率為每6分鐘一次。以上所述僅是本專利技術(shù)的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本
的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本專利技術(shù)原理的前提下，還可以作出若干改進，這些改進也應(yīng)視為本專利技術(shù)的保護范圍。【主權(quán)項】1.一種土壤墑情采集裝置，其特征在于:包括探頭(I)、絕緣棒(2)、PVC絕緣管 (3)、天線(4)、圓錐堵頭(5)、同軸電纜(6)和上蓋(7);所述探頭(I)套在絕緣棒(2)上設(shè)置在PVC絕緣管(3)內(nèi)部；所本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種土壤墑情采集裝置，其特征在于：包括探頭（1）、絕緣棒（2）、PVC絕緣管（3）、天線（4）、圓錐堵頭（5）、同軸電纜（6）和上蓋（7）；所述探頭（1）套在絕緣棒（2）上設(shè)置在PVC絕緣管（3）內(nèi)部；所述同軸電纜（6）一端引出PVC絕緣管（3），另一端與天線（4）連接設(shè)置在PVC絕緣管（3）內(nèi)部；所述圓錐堵頭（5）與絕緣棒（2）一端連接；所述上蓋（7）設(shè)置在PVC絕緣管（3）上。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：朱惠明，
申請(專利權(quán))人：太倉市璜涇永樂農(nóng)機作業(yè)專業(yè)合作社，
類型：發(fā)明
國別省市：江蘇;32
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