[實用新型]土壤溫度感知變送裝置

有效

• 申請號: 201120292657.1
• 申請日: 2011-08-12
• 公開（公告）號: CN202204605U
• 公開（公告）日: 2012-04-25
• 發明（設計）人: 張馨;邢振;田洪武;鮑鋒;申長軍;吳文彪;閆華
• 申請（專利權）人: 北京農業智能裝備技術研究中心
• 主分類號: G01K1/08
• 分類號: G01K1/08;G01K15/00
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩

技術領域

本實用新型涉及土壤溫度測量技術領域，特別涉及一種土壤溫度感知變送裝置。

背景技術

土壤溫度是農作物生長的重要生態因素之一。土壤溫度不但能影響植物的外部形態和內部結構，而且會影響植物體內有機物質的變化。土壤溫度的高低還關系作物的播種早晚、分蘗消長和越冬安全等問題。由于農作物的主要根系分布在土壤深度0.5m內，所以進行土壤溫度的測定，掌握溫度變化規律，對農業生產實時服務和理論研究都具有重要意義。

目前比較常用的土壤溫度測量設備主要采用紅外光譜的非接觸式、晶體管PN、熱敏電阻及集成式數字溫度傳感器測量土壤溫度，并對傳感器接觸部分進行加工封裝以滿足土壤環境，同時增加調理電路對溫度傳感器的信號進行變送，最終連接到數據采集儀器以獲得土壤溫度。

利用紅外非接觸式測量溫度方便，但精度低成本較高，并且只能測量土壤表層溫度；采用PN結測量與熱敏電阻測量成本低，但使用前和過程中都需要對感知參數進行標定和校準，其測量精度不能夠滿足。PT100、PT1000等電阻式在實際應用中較多，但對變送要求較高，很少能夠達到其精度，發揮其精度高的優點；集成式數字傳感器如美國美信公司DS18B20、Microchip的TM系類等也有一定的應用，由于其精度大都大于0.5度，精度較高的芯片主要集中于常溫段內，其它溫度范圍精度較大，不能滿足更高精度的測量需求；另外，采用工業鎧裝封裝的溫度變送器，采用PT100獲取溫度，能夠獲得較高的精度，但由于產品密閉性不夠，不能夠在水中浸泡，實際在室外使用效果不好。

土壤溫度測量探頭大都采用不銹鋼管封裝，而具體測量都是對點進行測量，較長的金屬管由于熱傳導作用導致測量準確度不高。傳感器變送裝置很多不能夠滿足野外使用環境，在密閉性、感知溫度補償等方面應用到土壤溫度測量具有一定的缺陷。并且土層測量深度控制一般通過現場測量，操作繁瑣。

實用新型內容

(一)要解決的技術問題

本實用新型要解決的技術問題是：如何提高測量土壤溫度的準確度。

(二)技術方案

為解決上述技術問題，本實用新型提供了一種土壤溫度感知變送裝置所述裝置包括：相互連接的溫度感知模塊和信號變送模塊，

所述溫度感知模塊，用于獲取土壤的溫度參數，并將所述溫度參數發送至所述信號變送模塊；

所述信號變送模塊，用于將所述溫度參數轉換為能夠被數據采集儀器所識別的數據，并發送至所述數據采集儀器；

所述溫度感知模塊進一步包括：溫度傳感器、筒狀的金屬套、以及設于所述金屬套一端的金屬頭，所述溫度傳感器固定于所述金屬套中，且位于所述金屬頭的頂部位置。

優選地，所述溫度感知模塊還包括：筒狀的外殼，所述外殼可拆式地安裝于所述金屬套的外側。

優選地，所述外殼為玻璃鋼。

優選地，所述外殼外側表面標有尺寸刻度。

優選地，所述溫度感知模塊和信號變送模塊之間通過連接線纜連接。

優選地，所述連接線纜通過熱縮管與所述外殼密閉封裝。

優選地，所述信號變送模塊由變送電路和封裝殼組成，所述變送電路設于所述封裝殼中；

優選地，所述變送電路包括依次連接的輸入端、線纜干擾補償模塊、信號轉換芯片和輸出端，

所述輸入端，用于接收所述溫度參數；

所述線纜干擾補償模塊，用于減少所述溫度參數在經過所述連接線纜而引起的信號衰減；

所述信號轉換芯片，用于將所述溫度參數轉換為能夠被數據采集儀器所識別的數據，并通過所述輸出端發送至所述輸出采集儀器。

優選地，所述變送電路還包括：校準變阻器，與所述輸入端連接，用于在所述溫度感知模塊獲取土壤的溫度參數之前，進行零度校準。

優選地，所述變送電路還包括：量程變阻器，與所述輸入端連接，用于在所述溫度感知模塊獲取土壤的溫度參數之前，調節測量量程。

(三)有益效果

本實用新型在結構上改變傳統長套管方式，通過采用溫度傳感器感知金屬頭頂部溫度，減少熱傳導作用對測量土壤溫度的影響，以提高測量土壤溫度準確度，另外，在外殼上標注尺寸刻度，方便控制測量深度，并通過線纜干擾補償模塊減少信號衰減，通過量程變阻器使得本實用新型的裝置能夠使用不同量程，以適應不同應用領域的需求，還通過溫度感知模塊和信號變送模塊的封閉型設計，使得本實用新型的裝置能夠應用于野外環境，并可以很好用于空氣、水等其它環境溫度的測量。

附圖說明