[實用新型]一種土壤含水率紅外檢測系統

有效

• 申請號: 201320334540.4
• 申請日: 2013-06-05
• 公開（公告）號: CN203324167U
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發明（設計）人: 陳軍;慕軍營;劉斐;馬陽;王峰霞;王榮;李博
• 申請（專利權）人: 西北農林科技大學
• 主分類號: G01N21/17
• 分類號: G01N21/17
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一、技術領域：本實用新型涉及土壤含水率檢測技術領域，特別涉及一種紅外非接觸的土壤含水率檢測系統。?

二、背景技術：

水資源是制約我國西北干旱、半干旱地區農業生產最重要的因素之一，土壤含水率監測不僅具有較高的理論研究價值，而且對當地的農業生產實踐也具有至關重要的指導意義。因此，及時并且準確地采集和監測土壤水分含量具有非常重要的意義。?

國內外土壤含水率的測定方法，主要有遙感法、烘干法、中子法、介電法等。烘干法是目前國際上公認的標準方法，測得結果準確且精度高，但操作手段復雜、測量過程繁瑣，無法在田間實時、在線地連續測量；中子法可實現野外的定點連續測量，但中子存在輻射性問題，安全性差，體積較大，在測量表層土壤水分時誤差較大；介電法具有快速、準確、安全等特點，但儀器價格較高且體積較大，使用不便；遙感法是一種大范圍大尺度的宏觀測定方式，所需要的資金比較多，對于測量小面積的土壤水分不具備實用性。?

三、發明內容：

1、發明目的：針對現有的土壤含水率檢測技術存在的問題與缺陷，本實用新型提供一種土壤含水率紅外檢測系統，其目的是利用土壤含水率與土壤溫度及影響因素太陽輻射率、環境溫濕度的數學模型實現土壤含水率快速、準確的檢測。?

2、技術方案：本實用新型采用的技術方案是一種土壤含水率紅外檢測系統，包括土壤溫度檢測模塊、太陽輻射檢測模塊、環境溫濕度傳感器、模數轉換模塊、鍵盤輸入和液晶顯示。其特征在于：所述土壤溫度檢測模塊包括光學系統、?光電探測器和溫度信號檢測及處理；所述太陽輻射檢測模塊包括光電傳感器和光電信號檢測及處理；所述模數轉換模塊包括土壤溫度A／D轉換和太陽輻射A／D轉換；所述土壤溫度檢測模塊和太陽輻射檢測模塊分別與模數轉換模塊連接；所述光電傳感器與光電信號檢測及處理連接，所述光電信號檢測及處理與A／D轉換連接；所述光學系統與光電探測器連接，所述光電探測器與溫度信號檢測及處理連接，所述溫度信號檢測及處理與A／D轉換連接；所述溫濕度信號檢測及處理與主控制器連接；所述模數轉換模塊與主控制器連接；所述液晶顯示、鍵盤輸入分別與主控制器連接。?

所述光學系統采用的是透射式光學系統，光學部分選用菲涅爾透鏡作為匯聚紅外光的鏡頭。菲涅爾透鏡就是在透鏡的一側有等距的齒紋，通過這些齒紋，可以達到對指定光譜范圍光帶通的作用，其主要作用就是把探測目標輻射的紅外線有效地集中到光電探測器的濾光片上。?

所述光電探測器采用熱釋電傳感器。?

所述環境溫濕度傳感器采用數字式溫濕度傳感器DHT22。?

所述光電傳感器采用硅光電池。?

所述模數轉換采用16位模數轉換器AD7705。?

所述主控制器采用AT89S52單片機芯片。?

所述溫濕度信號檢測及處理，接收數字式溫濕度傳感器信號，直接與主控制器連接。?

所述的液晶顯示采用漢字圖形顯示裝置，主要用于顯示土壤溫度值、太陽輻射率、環境溫濕度及計算后的土壤含水率值。?

所述的鍵盤輸入包括土壤溫度顯示鍵、太陽輻射率顯示鍵、環境溫濕度顯示鍵、土壤含水率的測量鍵與顯示鍵以及數據保存鍵。?

3、優點及效果：通過本實用新型的實施，優點主要包括以下方面：?

1)該土壤含水率紅外檢測系統與傳統的土壤含水率測量方法相比，能實現非接觸式測量；?

2)該土壤含水率紅外檢測系統，可快速、準確、實時、在線顯示測量數據；?

3)該土壤含水率紅外檢測系統，綜合考慮了太陽輻射率、環境溫濕度影響因素，提高了實際測量中的檢測精度。?

四、附圖說明；

圖1為本實用新型檢測系統的結構框圖。?

圖2為本實用新型檢測系統的光電傳感器9的結構簡圖。?

圖3為本實用新型檢測系統的光學系統4的結構簡圖。?

圖4為本實用新型檢測系統的主控器13的電路圖。?

圖5為本實用新型檢測系統的溫度信號檢測及處理6的電路圖。?

圖6為本實用新型檢測系統的光電信號檢測及處理10的電路圖。?

圖7為本實用新型檢測系統的溫濕度信號檢測及處理12的電路圖。?

圖8為本實用新型檢測系統的液晶顯示14的電路圖。?

圖9為本實用新型檢測系統的鍵盤輸入15的電路圖。?

圖10為本實用新型檢測系統的模數轉換模塊的電路圖。?

圖11為本實用新型檢測系統的手持式裝備盒19的結構示意圖。?

五、具體實施方式：

下面結合附圖對本實用新型作更進一步的說明：?