CN207623330U - 一种用于检测土壤水分的传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于检测土壤水分的传感器，该传感器包括：套设于探测管的外壁上、用于感知土壤中水分信息的感知探头对，所述感知探头对至少有两对。本实用新型的用于检测土壤水分的传感器，装置结构简洁，测量方式简单，能够同时获取不同深度位置的土壤信息数据。

Description

一种用于检测土壤水分的传感器

技术领域

本实用新型涉及传感检测技术，更具体地，涉及一种用于检测土壤水分的传感器。

背景技术

用于检测土壤信息的传感器，其从原理上分类，可分为时域反射法、时域传输法、频域分解法或驻波率法等；按照探头的结构又可以分为针式或管式。

目前，用于检测土壤信息的传感器，多是采用针式结构。例如公开号为CN105659498A的PCT专利申请，其公开了一种传感器件。参见图1所示，该传感器件包括电特性与物理量相应地变化的传感元件；对上述传感元件的输出信号进行处理的信号处理电路；位于电源端子与上述信号处理电路之间的晶体管元件；将上述晶体管元件的漏极与栅极连接或者将上述晶体管元件的集电极与基极连接的电阻提；和将上述晶体管元件的栅极或基极与GND连接的、具有阈值电压的元件，上述元件在向上述信号处理电路供给的供给电压低于上述阈值电压的情况下，限制从上述电阻体向GND的方向流动的电流。

该传感器件能够有效抑制负浪涌或电压降低导致的误动作，但是，在实际的测量过程中，由于研究分析的需要，或对不同植物在不同生长周期内的测量需求，需要测量同一地点多个深度位置的土壤信息，而目前的传感器或无法同时测量，或获取过程繁琐，准确性不高。

实用新型内容

为克服上述问题或者至少部分地解决上述问题，本实用新型提供了一种用于检测土壤水分的传感器，以解决应用传感器难以同时测量多深度位置土壤数据、测量准确度不高的技术问题。

根据本实用新型的一个方面，提供一种用于检测土壤水分的传感器，包括：套设于探测管的外壁上、用于感知土壤中水分信息的感知探头对，所述感知探头对至少有两对。

进一步地，所述感知探头对为四对。

进一步地，所述感知探头对之间有间隙。

进一步地，相邻感知探头对之间间距10-25cm。

进一步地，所述感知探头对包括：套设于所述探测管上两个金属感应环，所述两个金属感应环之间有间隙。

进一步地，所述两个金属感应环之间间距1-2cm。

进一步地，所述感知探头对对应连接有检测电路，所述检测电路包括由所述感知探头对形成的等效电容。

进一步地，所述探测管为聚碳酸酯塑料管。

进一步地，还包括：太阳能电池，所述太阳能电池包括光伏太阳能板，所述光伏太阳能板贴合于所述探测管上端的外壁表面。

本实用新型提出的有益效果主要如下：

(1)探测管上套设有至少两个感知探头对，能够同时测量同一地点不同深度位置的土壤水分信息；

(2)将感知探头对设置为四对，能够有效提高土壤信息检测的准确性，同时能够控制传感器的成本、确保结构简单。

附图说明

图1为现有技术中传感器件的结构示意图；

图2为根据本实用新型实施例中的一种用于检测土壤水分的传感器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

本实用新型提供一种用于检测土壤水分的传感器，包括：探测管和感知探头对。感知探头对用于感知土壤中的水分信息，并将该水分信息输出至传感器的其他部分继续处理。感知探头对以环状结构套设于探测管的外壁上，并且，感知探头对至少有两对，分别沿探测管的长度方向套设于探测管的不同位置。

具体地，探测管为具有中空内腔的柱体结构，沿探测管的轴向方向设置两对以上的感知探头对，当传感器***到土壤中以测量土壤中的水分信息时，处于探测管上不同位置的感知探头对即处于土壤中不同的深度位置，从而通过一次测量即可同时获取同一地点不同深度位置的水分信息。

探测管上设置两对以上的感知探头对，能够简化数据获取过程；减少检测设备的数量或种类，测量方法简单。并且，由于感知探头对均套设于同一探测管上，当传感器***到土壤中，多对感知探头对处于同一直线方向上，便于更准确获取土壤数据，以及对土壤信息的分析。

在另一个具体的实施例中，在探测管上设置四对感知探头对。四对感知探头对能够同时获取四个不同深度位置的水分信息。

传感器上感知探头对的数量越多，即相同测量深度范围内能够获取的水分信息点值越多。此外，相同测量深度范围内由感知探头对所分成的测量深度区间越多，各测量深度区间的范围越小，越利于后续数据的分析，提高其准确性。

但是，传感器上设置的感知探头对过多，不仅会增加成本，还会使结构过于复杂，不利于传感器的测量。因此，合理的设置传感器上感知探头的数量，能够有效的提高传感器的检测效率、简化结构和降低成本。

在另一个具体的实施例中，在探测管上设置的感知探头对与感知探头对之间间隔一定距离，即感知探头对之间相互不接触。具体地，感知探头对之间保持一定距离，使每一对感知探头对能够独立的探测土壤中的水分信息，避免相互之间出现干扰。

可以理解的是，感知探头对之间的距离可以根据实际情况进行调整。根据所述测量位置的条件或探测管的材质等要求合理的设置感知探头对间的距离。

例如，可以将相邻感知探头对间的间距设置为10-25cm范围内。具体地，相邻感知探头对之间的间距越小，越利于后续的数据分析。但相邻感知探头对之间的间距过小，不仅会增加成本，还会增加传感器的构造复杂程度。

在另一个具体的实施例中，感知探头对包括两个金属感应环，两个金属感应环并列套设于探测管的外壁上，金属感应环的内端面与探测管的外壁壁面紧密接触，且两个金属感应环之间间隔一定距离。例如，两个金属感应环之间间隔1-2cm。具体地，金属感应环的外径可设置为40-50mm，金属感应环的宽可设置为10-25mm。

可以理解的是，套设于探测管上的多对感知探头对中的每一对感知探头对分别对应电连接一检测电路，也可以多对感知探头对分别与同一检测电路相连，以获取相应的土壤水分信息。根据测量需求，或技术的发展，可以采用目前常规的检测电路，也可以采用多种不同的电路设置方式，只要能够达到土壤水分信息检测目的即可，以使采用了此种结构的传感器，其数据检测更准确、更高效。

在另一个具体的实施例中，探测管采用聚碳酸酯塑料管。聚碳酸酯塑料管具有电绝缘性能，从而使各感知探头对之间相互独立工作，不会出现电路故障。

在另一个具体的实施例中，传感器上的电源采用具有光伏太阳能板的蓄电池/备用电池，其能够实现充放电的过程。光伏太阳能板贴合于探测管上端的外壁表面，当传感器***土壤进行检测时，探测管的上端位于土壤地面以上，不会埋入到土壤中，贴合于其表面的光伏太阳能板也位于土壤地面以上，以充分利用太阳能。因此，在野外进行的实际测量过程中，能够充分利用太阳能以提供电能，支持传感器的长时间连续检测过程。

具体地，检测电路连接至数据采集器，数据采集器包括微处理器、A/D转换器、WIFI/GPRS输送单元以及存储单元。经感知探头对采集的数据由数据采集器获取后，经WIFI/GPRS输送单元发送至用户终端。

本实用新型的一种用于检测土壤水分的传感器，探测管上套设有至少两个感知探头对，能够同时测量同一地点不同深度位置的土壤水分信息。

最后，本实用新型的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于检测土壤水分的传感器，包括：套设于探测管的外壁上、用于感知土壤中水分信息的感知探头对，所述感知探头对至少有两对；

所述至少两对感知探头对处于同一直线方向上，且所述感知探头对之间有间隙。

2.如权利要求1所述的一种用于检测土壤水分的传感器，其特征在于：所述感知探头对为四对。

3.如权利要求1所述的一种用于检测土壤水分的传感器，其特征在于：相邻感知探头对之间间距10-25cm。

4.如权利要求1所述的一种用于检测土壤水分的传感器，其特征在于，所述感知探头对包括：套设于所述探测管上两个金属感应环，所述两个金属感应环之间有间隙。

5.如权利要求4所述的一种用于检测土壤水分的传感器，其特征在于：所述两个金属感应环之间间距1-2cm。

6.如权利要求1所述的一种用于检测土壤水分的传感器，其特征在于：所述感知探头对对应连接有检测电路，所述检测电路包括由所述感知探头对形成的等效电容。

7.如权利要求1所述的一种用于检测土壤水分的传感器，其特征在于：所述探测管为聚碳酸酯塑料管。

8.如权利要求1所述的一种用于检测土壤水分的传感器，其特征在于，还包括：太阳能电池，所述太阳能电池包括光伏太阳能板，所述光伏太阳能板贴合于所述探测管上端的外壁表面。