CN213715111U - 水分传感器和环境监测设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例涉及环境监测技术领域，公开了一种水分传感器和环境监测设备，水分传感器包括主控板、第一水分传感板和第二水分传感板；主控板为长条形结构，具有沿长度方向的上端和下端，以及沿宽度方向的左侧和右侧，主控板上设有控制器，控制器分别与第一水分传感板和第二水分传感板电连接；第一水分传感板包括一体成型的第一连接部和第一感应部，第二水分传感板包括第二连接部和第二感应部，第一连接部和第二连接部分别焊接固定于主控板的左侧和右侧，以使第一感应部和第二感应部位于主控板的正面，并且在第一感应部与第二感应部之间形成感应空间。通过上述方式，本实用新型实施例实现了减少信号的损耗，减少用料成本。

Description

水分传感器和环境监测设备

技术领域

本实用新型实施例涉及环境监测技术领域，具体涉及一种水分传感器和环境监测设备。

背景技术

土壤湿度传感器又成土壤水分传感器，是一种用于测量土壤水分的仪器。通过土壤水分传感器可以直观的检测连接在土壤中的水分的含量，从而可以在农业、园林种植灌溉等方面提供可视化的数据支撑。

目前，水分传感器与主板为分离式，并且需用通过导线与主板进行数据连接，该种方式，由于水分传感器所采集的原始数据的信号比较微弱，在通过导线进行数据传输的过程中容易因为耗损而增加信号误差，增加了线材的用料成本。

实用新型内容

鉴于上述问题，本实用新型实施例提供了一种水分传感器和环境监测设备，将水分传感器与主控板作为一体，减少信号的损耗，减少用料成本。

根据本实用新型实施例的一个方面，提供了一种水分传感器，包括：主控板、第一水分传感板和第二水分传感板；所述主控板为长条形结构，具有沿长度方向的上端和下端，以及沿宽度方向的左侧和右侧，所述主控板上设有控制器，所述控制器分别与所述第一水分传感板和所述第二水分传感板电连接；所述第一水分传感板包括一体成型的第一连接部和第一感应部，所述第二水分传感板包括第二连接部和第二感应部，所述第一连接部和所述第二连接部分别焊接固定于所述主控板的所述左侧和所述右侧，以使所述第一感应部和所述第二感应部位于所述主控板的正面，并且在所述第一感应部与所述第二感应部之间形成感应空间。

在一种可选的方式中，所述第一水分传感板和所述第二水分传感板为电路板或金属板。

在一种可选的方式中，所述主控板的所述左侧设有第一凸起，所述第一连接部设有第一卡槽，所述第一凸起嵌入所述第一卡槽内；所述主控板的背面靠近所述第一凸起的位置设有第一焊盘；所述第一连接部在靠近所述第一卡槽的位置设有第二焊盘，所述第二焊盘与所述第一焊盘焊接。

在一种可选的方式中，所述主控板的所述右侧设有第二凸起，所述第二连接部设有第二卡槽，所述第二凸起嵌入所述第二卡槽内；所述主控板的背面靠近所述第二凸起的位置设有第三焊盘；所述第二连接部在靠近所述第二卡槽的位置设有第四焊盘，所述第三焊盘与所述第四焊盘焊接。

在一种可选的方式中，所述主控板上还设有环境温度传感器，所述环境温度传感器与所述控制器电连接，所述环境温度传感器设置于所述主控板的所述上端。

在一种可选的方式中，所述主控板上还设有土壤温度传感器，所述土壤温度传感器与所述控制器电连接，所述土壤温度传感器设置于主控板的所述下端。

在一种可选的方式中，所述主控板还连接有数据线，所述数据线与所述控制器电连接，所述数据线延伸至所述主控板的所述上端以上，用于与外部主机电连接。

在一种可选的方式中，所述主控板设有电导率传感器，所述电导率传感器与所述控制器电连接，所述电导率传感器设置于所述主控板的所述下端。

在一种可选的方式中，所述电导率传感包括第一EC探头和第二EC探头，所述第一EC探头和所述第二EC探头沿着所述主控板的宽度方向并列设置。

根据本实用新型实施例的另一方面，提供了一种环境监测设备，包括：所述环境监测设备包括主机和上述的水分传感器，所述主机与所述水分传感器的所述控制器电连接。

本实用新型实施例通过设置主控板、第一水分传感板和第二水分传感板，第一水分传感板和第二水分传感板分别通过第一连接部和第二连接部直接焊接固定于主控板上的左侧和右侧，使得第一水分传感板和第二水分传感板不需要通过借助导线就可以主控板电连接，并且控制器可以对第一水分传感板和第二水分传感板检测环境湿度数据信号进行初步处理，减少了第一水分传感板和第二水分传感板信号的传输距离，减少了原始数据信号的损耗，与传统的主控板与水分传感器通过导线连接的分离式结构，该种方式，信号损耗小，有利于提高信号的稳定性，主控板与水分传感板不需要采用导线连接，减少了线材的用料成本。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本实用新型的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了本实用新型实施例提供的水分传感器一视角的***图；

图2示出了本实用新型实施例提供的水分传感器另一视角的***图；

图3示出了本实用新型实施例提供的水分传感器的立体图。

具体实施方式中的附图标号如下：

主控板1，第一水分传感板2，第二水分传感板3，控制器4，环境温度传感器5，土壤温度传感器6，电导率传感器7，数据线8，水分传感器10，第一凸起11，第一焊盘12，第二凸起13，第三焊盘14，第一连接部21，第一感应部22，第二连接部31，第二感应部32，第一EC探头71，第二EC探头72，第一卡槽211，第二焊盘212，第二卡槽311，第四焊盘312。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

请参阅图1至图3，图1示出了本实用新型实施例提供的水分传感器一视角的***图，图2示出了本实用新型实施例提供的水分传感器另一视角的***图，图3示出了本实用新型实施例提供的水分传感器的立体图。

水分传感器10包括主控板1、第一水分传感板2和第二水分传感板3。其中，主控板1上为长条形结构，主控板1具有沿长度方向的上端和下端，以及沿宽度方向的左侧和右侧，主控板1设有控制器4，控制器4分别与第一水分传感板2和第二水分传感板3电连接。

第一水分传感板2包括一体成型的第一连接部21和第一感应部22，第二水分传感板3包括一体成型的第二连接部31和第二感应部32，第一连接部21焊接于主控板1的左侧，第二连接部31焊接固定于主控板1的右侧，也即第一连接部21和第二连接部31分别焊接固定于主控板1左侧和右侧，使得第一感应部22和第二感应部32位于主控板1的正面，并且第一感应部22和第二感应部32之间形成有感应空间。其中，控制器3设置于主控板4的正面或背面，并且位于感应空间外与第一水分传感板2和第二水分传感板3间隔设置。

本实施例中的水分传感器10，当不同湿度的土壤位于感应空间内时，第一水分传感板2和第二水分传感板3之间的电容值不同，因此，控制器4通过检测第一水分传感板2和第二水分传感板3之间的电容值，将所测的电容值通过控制器4换算后得出感应空间内的土壤湿度。其中，控制器4型号可以选用BS86E16C-SSOP28，可以理解的是，控制器4也可以采用其他可以实现相同功能的控制器4型号，此处不做具体限制。

第一水分传感板2和第二水分传感板3是分别通过第一连接部21和第二连接部31直接焊接固定于主控板1上左右两侧，使得第一水分传感板2和第二水分传感板3不需要通过借助导线就可以与主控板1及控制器3电连接，减少了第一水分传感板2和第二水分传感板3所采集的原始信号的传输距离，减少了信号的损耗；第一水分传感板2和第二水分传感板3所采集的原始数据的信号值比较微弱，将控制器4设置于主控板1，使得控制器4可以将第一水分传感板2和第二水分传感板3进行初步处理，比如将所采集的电容值转换为对应的土壤湿度，或者将原始数据信号进行放大处理，然后再将通过电信号的方式将数据传输给外部主机，从而减少主控板1将原始数据直接传输至外部主机因损耗而导致的误差。第一水分传感板2和第二水分传感板3为板状结构，可以对于位于两者之间的土壤进行感应检测，提高了水分传感器10感应的灵敏度，有利于提高检测效果。

与传统的主控板1与水分传感器10通过导线连接的分离式结构相比，该种方式，信号损耗小，有利于提高信号的稳定性，主控板1与水分传感板不需要采用导线连接，减少了线材的用料成本。

具体地，对于上述第一水分传感板2和第二水分传感板3，第一水分传感板2和第二水分传感板3为电路板或金属板。

如图所示的具体实施例中，主控板1的左侧设有第一凸起11，第一连接部21设有第一卡槽211，第一卡槽211与第一凸起11相适配，第一凸起11嵌入第一卡槽211内，从而使第一水分传感板2的第一连接部21卡接于主控板1。主控板1的背面靠近第一凸起11的位置设有第一焊盘12，第一连接部21在靠近第一卡槽211的位置设有第二焊盘212，第二焊盘212与第一焊盘12焊接。

本实施例中通过将第二焊盘212与第一焊盘12焊接，使得第一水分传感板2与主控板1电连接；通过第一凸起11和第一卡槽211的配合，使第一水分传感板2连接于主控板1第一侧壁，第一水分传感板2与主控板1之间不易发生相对移动，在第一焊盘12与第二焊盘212进行焊接时，可以起到定位作用，便于生产人员进行焊接操作，同时有利于提高焊接后焊接处的稳定性。

如图所示的具体实施例中，主控板1的右侧设有第二凸起13，第二连接部31设有第二卡槽311，第二凸起13嵌入第二卡槽311内，从而使得第二水分传感板3卡接于第二侧壁。主控板1的背面靠近第二凸起13的位置设有第三焊盘14，第二连接部31靠近第二卡槽311的位置设有第四焊盘312，第三焊盘14与第四焊盘312焊接。

本实施例中，通过将第三焊盘14和第四焊盘312焊接，使得第二水分传感板3与主控板1电连接；通过第二凸起13和第二卡槽311的配合，使得第二水分传感板3可以连接于主控板1的主控板1与第一水分传感器2相对的另一侧，第二水分传感板3和主控板1之间不易发生位移，当第三焊盘14与第四焊盘312焊接，可以起到定位的作用，便于生产人员进行焊接操作，同时有利于提高焊接后焊接处的稳定性。

如图所示的具体实施例中，主控板1上还设有环境温度传感器5，环境温度传感器5通过主控板1与控制器4电连接，环境温度传感器5设置于主控板1的上端。

本实施例中，通过设置环境温度传感器5设置于主控板1的上端，使得水分传感器10既可以通第一水分传感板2和第二水分传感板3检测土壤的湿度，同时也可以通过环境温度传感器5检测大气环境温度。

具体地，第一水分传感板2和第二水分传感板3相对设置于主控板1的中部位置，控制器4设置于主控板1的下端。可以理解的是，在一些实施例中，控制器4和环境温度传感器5也可以间隔设置于主控板1的上端，第一水分传感板2和第二水分传感板3相对设置于主控板1的中部位置或者主控板1的下端，控制器4和环境温度传感器5既可以设置于主控板1的同一面，也可以分别设置于主控板1正面或者背面，只要控制器4、环境温度传感器5、第一水分传感板2和第二水分传感板3在主控板1上的位置不影响干扰彼此工作均可。

如图所示的具体实施例中，主控板1上还设有土壤温度传感器6，土壤温度传感通过主控板1与控制器4电连接，土壤温度传感器6设置于主控板1上远离环境温度传感器5的下端。

本实施例中，通过设置于土壤温度传感器6，使得水分传感器10既可以检测土壤的湿度，也可以检测土壤的温度。

具体地，环境温度传感器5设置于主控板1的上端，第一水分传感板2和第二水分传感板3相对设置于主控板1中部位置，土壤温度传感器6设置于主控板1上远离环境温度传感器5的下端。其中，控制器4可以设置于主控板1的上端、中部位置或下端。土壤温度传感器6测量土壤温度，第一水分传感板2和第二水分传感板3测量土壤湿度时需要***土壤中，而环境温度传感器5测量环境温度时需要跟大气接触，因此，将土壤温度传感器6和环境温度传感器5设置主控板1不同的两端，而第一水分传感板2和第二水分传感板3设置于主控板1的中部位置，使得三者之间可以在检测环境参数时，不会相互干扰。

如图所示的具体实施例中，主控板1设置有电导率传感器7，电导率传感器7通过主控板1与控制器4电连接，电导率传感器7设置于主控板1的下端。具体地，电导率传感器7包括第一EC探头71和第二EC探头72，第一EC探头71和第二EC探头72分别通过主控板1与控制器4电连接，第一EC探头71和第二EC探头72沿着主控板1的宽度方向并列设置于。其中，第一EC探头71和第二EC探头72为金属触点。

在农业种植的环境土壤中，施肥后土壤中会含有较多的水溶性盐，水溶性盐的浓度越高则土壤电导率值则越低，电导率传感器7与土壤接触时，第一EC探头71和第二EC探头72通过水溶性盐溶液导通，此时，将第一EC探头71和第二EC探头72通过水溶性盐溶液相当于一个负载，第一EC探头71和第二EC探头72的电导率值会因为盐溶液浓度的不同呈现不同的大小，因此，从而实现通过检测土壤的电导率值的大小判断农田土壤在施肥后的渗透效果。

需要说明的是，电导率传感器7可以与控制器4、土壤温度传感器6可以同时设置于主控板的下端，并且电导率传感器7、土壤温度传感器6、控制器4沿着主控板1的长度方向间隔设置，第一水分传感板2和第二水分传感板3相对设置于主控板1中部位置。其中，第一水分传感板2和第二水分传感板3相对设置于主控板1中部位置是指，第一水分传感板2和第二水分传感板3设置主控板1位于上端和下端之间的中段区域，而不是指主控板1的中心位置。

如图所示的具体实施例中，第一EC探头71的数量为两个，两个第一EC探头71相互导通，并且两个第一EC探头71沿着主控板1的长度方向间隔设置；第二EC探头72的数量为两个，两个第二EC探头72之间相互导通，并且两个第二EC探头72沿着主控板1的长度方向与第一EC探头71对应设置。

本实施例中，通过沿主控板1的长度方式两个相互接触导通的第一EC探头71，以及沿着主控板1的长度方向设置于数量与第一EC探头相对应的第二EC探头72，从而增加第一EC探头71和第二EC探头72在锥形部22的不同高度位置上与土壤的接触点，有利于提高导电率传感器7使用时的检测效果，同时避免某一EC探头出现损坏时而无法继续使用的问题。

可以理解的是，在另一些实施例中，第一EC探头71的数量也可以为多个，第二EC探头72的数量也可以为多个，并且第一EC探头71和第二EC探头72的数量相同。

如图所示的具体实施例中，主控板1还连接有数据线8，所述数据线8与所述控制器4电连接，所述数据线8延伸至主控板的上端以上，用于与外部主机电连接，以便外部主机通过数据线8对水分传感器10的各个用电元气件提供电源，以及进行数据传输，从而将各个传感器所采集的数据通过控制器4初步处理后传送至主机。

本实用新型还提供一种环境监测设备，包括主机以及上述实施例中的水分传感器10，主机与水分传感器10的控制器4电连接。本实施例可实现与上述实施例中相同的有益效果，此处不再一一赘述。

需要注意的是，除非另有说明，本实用新型实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型实施例所属领域技术人员所理解的通常意义。

在本实用新型实施例的描述中，技术术语“中心”“长度”“宽度”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型实施例的限制。

此外，技术术语“第一”“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本实用新型实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；也可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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：其依然可以对前述各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各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种水分传感器，其特征在于，包括：主控板、第一水分传感板和第二水分传感板；

所述主控板为长条形结构，具有沿长度方向的上端和下端，以及沿宽度方向的左侧和右侧，所述主控板上设有控制器，所述控制器分别与所述第一水分传感板和所述第二水分传感板电连接；

所述第一水分传感板包括一体成型的第一连接部和第一感应部，所述第二水分传感板包括第二连接部和第二感应部，所述第一连接部和所述第二连接部分别焊接固定于所述主控板的所述左侧和所述右侧，以使所述第一感应部和所述第二感应部位于所述主控板的正面，并且在所述第一感应部与所述第二感应部之间形成感应空间。

2.根据权利要求1所述的水分传感器，其特征在于，所述第一水分传感板和所述第二水分传感板为电路板或金属板。

3.根据权利要求1所述的水分传感器，其特征在于，所述主控板的所述左侧设有第一凸起，所述第一连接部设有第一卡槽，所述第一凸起嵌入所述第一卡槽内；所述主控板的背面靠近所述第一凸起的位置设有第一焊盘；所述第一连接部在靠近所述第一卡槽的位置设有第二焊盘，所述第二焊盘与所述第一焊盘焊接。

4.根据权利要求3所述的水分传感器，其特征在于，所述主控板的所述右侧设有第二凸起，所述第二连接部设有第二卡槽，所述第二凸起嵌入所述第二卡槽内；

所述主控板的背面靠近所述第二凸起的位置设有第三焊盘；所述第二连接部在靠近所述第二卡槽的位置设有第四焊盘，所述第三焊盘与所述第四焊盘焊接。

5.根据权利要求1-4任一项所述的水分传感器，其特征在于，所述主控板上还设有环境温度传感器，所述环境温度传感器与所述控制器电连接，所述环境温度传感器设置于所述主控板的所述上端。

6.根据权利要求1-4任一项所述的水分传感器，其特征在于，所述主控板上还设有土壤温度传感器，所述土壤温度传感器与所述控制器电连接，所述土壤温度传感器设置于主控板的所述下端。

7.根据权利要求1-4任一项所述的水分传感器，其特征在于，所述主控板还连接有数据线，所述数据线与所述控制器电连接，所述数据线延伸至所述主控板的所述上端以上，用于与外部主机电连接。

8.根据权利要求1-4任一项所述的水分传感器，其特征在于，所述主控板设有电导率传感器，所述电导率传感器与所述控制器电连接，所述电导率传感器设置于所述主控板的所述下端。

9.根据权利要求8所述的水分传感器，其特征在于，所述电导率传感包括第一EC探头和第二EC探头，所述第一EC探头和所述第二EC探头沿着所述主控板的宽度方向并列设置。

10.一种环境监测设备，其特征在于，所述环境监测设备包括主机和权利要求1-9中任意一项所述的水分传感器，所述主机与所述水分传感器的所述控制器电连接。

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