[實(shí)用新型]一種農(nóng)田土壤水分快速測(cè)量?jī)x

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420016079.2
• 申請(qǐng)日: 2014-01-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203643445U
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沈岳;匡迎春;曾文輝
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01N33/24
• 分類(lèi)號(hào): G01N33/24
• 代理公司: 長(zhǎng)沙市融智專(zhuān)利事務(wù)所 43114
• 代理人: 顏勇

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于土壤水分監(jiān)測(cè)裝置，涉及一種農(nóng)田土壤水分快速測(cè)量?jī)x，特別是廣泛用于農(nóng)業(yè)、水利、生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的小型、快速、便攜式農(nóng)田土壤水分測(cè)量?jī)x。

背景技術(shù)

土壤水分是反映農(nóng)田環(huán)境的重要參數(shù)之一，測(cè)量農(nóng)田土壤水分參數(shù)是科學(xué)管理農(nóng)田種植的重要環(huán)節(jié)。

目前，土壤水分的測(cè)量方法有：烘干法、中子法、TDR法（時(shí)域反射法）和遙感法。其中烘干法是一種經(jīng)典、可靠的方法，但它不能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)檢測(cè)，同時(shí)會(huì)破壞了土壤結(jié)構(gòu)。中子法的設(shè)備價(jià)格昂貴，高達(dá)近10萬(wàn)元/臺(tái)。遙感法適合大范圍監(jiān)測(cè)。TDR法（時(shí)域反射法）在國(guó)際上比較流行，有較好的測(cè)量效果，目前市場(chǎng)已有的產(chǎn)品精度高，功能強(qiáng)大，但缺點(diǎn)是系統(tǒng)復(fù)雜、體積大、價(jià)格貴、使用不方便，適合于專(zhuān)業(yè)人士。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之不足而提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、方便攜帶、價(jià)格低廉、操作簡(jiǎn)單、精度較高的農(nóng)田土壤水分快速測(cè)量?jī)x，該測(cè)量?jī)x可快速的測(cè)量出土壤中的水分?jǐn)?shù)據(jù)并顯示出來(lái)。

本實(shí)用新型是采用下述方案實(shí)現(xiàn)的：

一種農(nóng)田土壤水分快速測(cè)量?jī)x，包括：

TDR土壤水分傳感器，用來(lái)檢測(cè)土壤水分?jǐn)?shù)據(jù)，輸出0-2.5V模擬電壓信號(hào)；

整形放大器，用來(lái)將0-2.5V模擬電壓進(jìn)行放大整形，輸出0-5V標(biāo)準(zhǔn)電壓信號(hào)；

A/D轉(zhuǎn)換器，用來(lái)將0-5V標(biāo)準(zhǔn)電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)；

平均值濾波器，用來(lái)將A/D轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行濾波去噪處理；

電壓-水分換算器，用來(lái)將濾波去噪處理后的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制的土壤水分值；

顯示驅(qū)動(dòng)器，用來(lái)將從電壓-水分換算器輸出的二進(jìn)制的土壤水分值轉(zhuǎn)化為十進(jìn)制數(shù)；

液晶顯示屏，用來(lái)顯示從顯示驅(qū)動(dòng)器輸出的十進(jìn)制土壤水分值；

TDR土壤水分傳感器、整形放大器、A/D轉(zhuǎn)換器、電壓-水分換算器、顯示驅(qū)動(dòng)器和液晶顯示屏依次相連。

所述的農(nóng)田土壤水分快速測(cè)量?jī)x還包括用于將所述電壓-水分換算器輸出的二進(jìn)制的土壤水分值無(wú)線傳輸出去的無(wú)線發(fā)射器；無(wú)線發(fā)射器與電壓-水分換算器的輸出端相連。無(wú)線發(fā)射器用于遠(yuǎn)距離地實(shí)時(shí)上報(bào)土壤水分監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

農(nóng)田土壤水分快速測(cè)量?jī)x還包括抗干擾電路，以提高測(cè)量?jī)x的精度。抗干擾電路為現(xiàn)有技術(shù)。

為操作方便，在農(nóng)田土壤水分測(cè)量?jī)x的機(jī)體上設(shè)置了“測(cè)量”、“發(fā)射”、“顯示”、“開(kāi)/關(guān)”四個(gè)功能鍵，分別實(shí)現(xiàn)這四種功能。

為實(shí)現(xiàn)野外無(wú)市電供應(yīng)時(shí)測(cè)量，該農(nóng)田土壤水分測(cè)量?jī)x還包括為所述農(nóng)田土壤水分測(cè)量?jī)x提供工作電源的太陽(yáng)能電池。

農(nóng)田土壤水分快速測(cè)量?jī)x由方形的有機(jī)玻璃盒封裝，儀表長(zhǎng)寬高尺寸分別為11cm、9cm和3.8cm，重量200g。

有益效果

本實(shí)用新型可以快速采集農(nóng)田的土壤含水率，與現(xiàn)有設(shè)備相比，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、成本低、操作簡(jiǎn)易、便于攜帶，功耗低（平均功率僅800mW，工作電壓僅為7V～12V）、響應(yīng)速度快（≤1S），精度高（測(cè)量精度≥95％）等優(yōu)點(diǎn)，而且還可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無(wú)線傳輸，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明：

參見(jiàn)附圖1，一種農(nóng)田土壤水分快速測(cè)量?jī)x，包括TDR土壤水分傳感器、整形放大器、A/D轉(zhuǎn)換器、平均值濾波器、電壓-水分換算器、顯示驅(qū)動(dòng)器、液晶顯示屏、無(wú)線發(fā)射器、抗干擾電路、按鍵和太陽(yáng)能電池。所述的TDR土壤水分傳感器輸出0-2.5V模擬電壓送至整形放大器，整形放大器將0-2.5V模擬電壓進(jìn)行放大整形，輸出0-5V的標(biāo)準(zhǔn)電壓，送至A/D轉(zhuǎn)換器，A/D轉(zhuǎn)換器將模擬電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，送至平均值濾波器，平均值濾波器將數(shù)字信號(hào)進(jìn)行濾波去噪處理，送至電壓-水分換算器，電壓-水分換算器將濾波去噪處理后的數(shù)字信息轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制的土壤水分值，送至顯示驅(qū)動(dòng)器，顯示驅(qū)動(dòng)器將二進(jìn)制的土壤水分值轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)，送至液晶顯示屏顯示出來(lái)；無(wú)線發(fā)射器可將電壓-水分換算器輸出的二進(jìn)制土壤水分值無(wú)線傳輸出去；抗干擾電路可提高測(cè)量?jī)x的精度；按鍵可用來(lái)控制測(cè)量?jī)x，該設(shè)置了“測(cè)量”、“發(fā)射”、“顯示”、“開(kāi)/關(guān)”四個(gè)功能鍵，來(lái)分別實(shí)現(xiàn)這四種功能；太陽(yáng)能電池可以保證測(cè)量?jī)x無(wú)市電時(shí)可以正常工作。

電壓-水分換算器采用乘法器實(shí)現(xiàn)；顯示驅(qū)動(dòng)器采用邏輯電路或集成芯片實(shí)現(xiàn)；整形放大器、A/D轉(zhuǎn)換器、平均值濾波器、電壓-水分換算器和顯示驅(qū)動(dòng)器均為現(xiàn)有技術(shù)，均為成熟的硬件模塊。