[實(shí)用新型]一種土壤滲水監(jiān)測(cè)儀

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520366095.9
• 申請(qǐng)日: 2015-06-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN204649669U
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-09-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 肖子翔
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 肖子翔
• 主分類(lèi)號(hào): G01N27/00
• 分類(lèi)號(hào): G01N27/00
• 代理公司: 長(zhǎng)沙朕揚(yáng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 43213
• 代理人: 馬家駿

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及傳感器領(lǐng)域，具體為一種土壤滲水監(jiān)測(cè)儀。

背景技術(shù)

空間尺度的土壤水分是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展、區(qū)域資源與環(huán)境定量監(jiān)測(cè)的關(guān)鍵變量，在農(nóng)業(yè)、水文、氣象等生態(tài)環(huán)境中具有重要的應(yīng)用價(jià)值。傳統(tǒng)的經(jīng)典土壤水分測(cè)定方法如取土烘干法、中子水分儀法及張力計(jì)方法等精確度較高，但采樣速度慢、需要大量的人力物力并且多局限在點(diǎn)測(cè)量的范圍上，難以滿(mǎn)足實(shí)際生產(chǎn)中大面積監(jiān)測(cè)土壤水分的應(yīng)用需求。

一般來(lái)說(shuō)，通常認(rèn)為土壤是由空氣、固體和水組成的多孔介質(zhì)，是一種十分復(fù)雜的電介質(zhì)。在100MHz的電磁頻率下，水的介電常數(shù)約為80，固體的介電常數(shù)約為4，而空氣的介電常數(shù)約為1。可見(jiàn)，含水土壤的介電常數(shù)主要由含水量來(lái)決定，那么通過(guò)測(cè)量土壤的介電常數(shù)即可達(dá)到測(cè)量土壤體積含水率的目的，利用這種理論來(lái)制備具有大范圍和快速觀測(cè)特點(diǎn)的遙感技術(shù)特別是多源遙感手段的發(fā)展，將會(huì)給土壤濕度的空間分布監(jiān)測(cè)帶來(lái)極大便利。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種土壤滲水監(jiān)測(cè)儀，以解決上述背景技術(shù)中的缺點(diǎn)。

本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

一種土壤滲水監(jiān)測(cè)儀，包括正弦波發(fā)射器以及探針體，正弦波發(fā)射器與探針體之間通過(guò)同軸電纜相連，所述探針體包括殼體以及伸出殼體的三根探針，所述探針為表面鍍銀的銅探針，根據(jù)探針長(zhǎng)度以及被監(jiān)測(cè)土體的硬度選擇為埋入式或者插入式結(jié)構(gòu)，而在所述殼體內(nèi)設(shè)置有控制器，所述控制器的前端設(shè)置有兩個(gè)電壓傳感器，兩個(gè)電壓傳感器中一個(gè)用于接收起始電壓信號(hào)，另一個(gè)則用來(lái)接收結(jié)束電壓信號(hào)。

在本實(shí)用新型中，為了方便對(duì)聲波信號(hào)進(jìn)行處理，電壓傳感器與控制器之間還連接有放大整形電路以及A/D轉(zhuǎn)換電路，兩者通過(guò)串聯(lián)的方式依次連接在傳感器和控制器之間。

在本實(shí)用新型中，所述正弦波發(fā)射器為發(fā)射頻率為100MHz的正弦波發(fā)射器。

在本實(shí)用新型中，所述同軸電纜的特征阻抗為50Ω。

在本實(shí)用新型中，所述控制器上還設(shè)置有無(wú)線通訊模塊，用于將相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行遠(yuǎn)端無(wú)線傳輸。

有益效果：本實(shí)用新型測(cè)量精度高，性能可靠，受土壤含鹽量影響較小，可適應(yīng)各種土質(zhì)，大大提高測(cè)定的效率，消除人為誤差的產(chǎn)生。同時(shí)其探針結(jié)構(gòu)可經(jīng)受長(zhǎng)期電解以及土壤中的酸堿腐蝕，可有效延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的示意圖。

圖2為本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的連接結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。

其中：1、殼體；2、同軸電纜；3、正弦波發(fā)射器；4、探針；5、控制器；6、A/D轉(zhuǎn)換電路；7、放大整形電路；8、發(fā)送電壓傳感器；9、接收電壓傳感器；10、GPRS模塊。

具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。

參見(jiàn)圖1、圖2的一種土壤滲水監(jiān)測(cè)儀的較佳實(shí)施例，在本實(shí)施例中，包括正弦波發(fā)射器3以及探針體，正弦波發(fā)射器3為發(fā)射頻率為100MHz的正弦波發(fā)射器，其輸出端通過(guò)特征阻抗為50Ω的同軸電纜2連接到探針體，而探針體包括殼體1以及伸出殼體1的探針4，探針4為三根，且均為表面鍍銀的銅探針，其前端開(kāi)有用于插入被監(jiān)測(cè)土體的尖頭端。

探針4通過(guò)正弦波發(fā)射器3輸入控制器5，發(fā)送電壓傳感器8連接到三根探針4的中間探針上，接收電壓傳感器9則分出兩股連接到三根探針4的兩側(cè)探針上，發(fā)送電壓傳感器8、接收電壓傳感器9與控制器5之間還連接有放大整形電路7以及A/D轉(zhuǎn)換電路6，兩者通過(guò)串聯(lián)的方式依次連接在發(fā)送電壓傳感器8、接收電壓傳感器9與控制器5之間。另外，在控制器5上還設(shè)置有GPRS模塊10作為無(wú)線通訊模塊，用于將相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行遠(yuǎn)端無(wú)線傳輸。

使用時(shí)，先將三根探針4插入被監(jiān)測(cè)土體，正弦波發(fā)射器3發(fā)出100MHz的無(wú)線電波作為信號(hào)源，此波沿著同軸電纜2傳送到探針4，由于探針4的阻抗與同軸電纜2的阻抗不匹配，入射波與反射波疊加形成駐波，使同軸電纜2上各點(diǎn)的電壓幅值存在變化，?而探針4阻抗主要取決于土壤的介電常數(shù)，因此其電壓的變化就反映了土壤中水分的變化。

以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理、主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等效物界定。