[實用新型]一種土壤溫度、水分和電導率測量裝置

有效

• 申請號: 201720211883.X
• 申請日: 2017-03-06
• 公開（公告）號: CN206573161U
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發明（設計）人: 朱旭華;陳渝陽;劉輝
• 申請（專利權）人: 浙江托普云農科技股份有限公司
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02
• 代理公司: 杭州橙知果專利代理事務所(特殊普通合伙)33261
• 代理人: 李品

1.一種土壤溫度、水分和電導率測量裝置，主要包括傳感器單元、數據采集和處理單元及MCU；所述傳感器單元主要包括土壤溫度傳感器、土壤水分傳感器和土壤電導率傳感器；所述數據采集和處理單元主要包括電壓轉換電路、信號發生電路、信號處理電路、模數轉換電路、485通信電路，其特征在于：

所述電壓轉換電路與外部直流電源相連，將外部直流電源提供的直流電進行電壓轉換電路轉換后分別提供給信號發生電路、MCU、信號處理電路及485通信電路；

所述信號發生電路與信號處理電路相連，所述信號發生電路通過土壤介質的介電常數對土壤水分傳感器充電；

所述信號處理電路將土壤水分傳感器上儲存的電量變化情況，通過信號處理電路的運算處理，轉換為模擬電壓值輸出；

所述模數轉換電路與信號處理電路相連；信號處理電路輸出的模擬量，通過信號處理電路模數轉換后，轉換為數字信號，進行數據的存儲和傳送；

所述485通信電路與MCU相連，采集到的溫度、水分和電導率的數值，通過485通信電路進行數據的傳送；

所述土壤溫度傳感器(3)的一端連有485傳輸線(1)及電源線(2)，溫度傳感器(3)的另一端設有傳感器接線端，接線端由三根探針組成，分別為左路探針(5)、中路探針(6)和右路探針(7)，三根探針位置相互平行設置形成“川”字型三叉狀探針結構，所述中路探針(6)位于中間；

所述土壤水分傳感器由位于中路探針(6)左側的左路探針(5)及中路探針(6)的地線組成或者由位于中路探針(6)右側的右路探針(7)及中路探針(6)的地線組成，土壤水分傳感器上儲存的電量，與土壤的介電常數和單位含水量成正比；

所述土壤電導率傳感器由左路探針(5)或者右路探針(7)以外的兩個探針組成，雙探針用于土壤電導率的測定，雙探針上分別設有螺柱(4)，所述雙探針陣列設置在所述螺柱(4)上。

2.根據權利要求1所述的土壤溫度、水分和電導率測量裝置，其特征在于：所述土壤溫度傳感器的測定方式為，溫度傳感器采用高精度的熱敏電阻，該熱敏電阻直接感知待測土壤的溫度變化，通過對熱敏電阻分壓電路的電壓值的測定，轉換為對應的溫度值。

3.根據權利要求1所述的土壤溫度、水分和電導率測量裝置，其特征在于：還包括微處理器，所述土壤水分傳感器的測定方式為，通過電磁場原理測定土壤周圍介質的介電常數，信號發生電路提供70Mhz的振蕩電磁波，通過土壤介質的介電常數對傳感器充電，傳感器電容上儲存的電量與土壤的介電常數和單位含水量成正比，通過微處理器對充電電壓的測量，輸出土壤水分值。

4.根據權利要求1所述的土壤溫度、水分和電導率測量裝置，其特征在于：所述土壤電導率傳感器的測定方式為，通過對兩個電極施加不同的電流，測定兩個電極間的阻抗，土壤電導率等于阻抗的倒數乘以單位常數，也就是電極間距離/電極面積，以得出土壤電導率值。

5.根據權利要求1所述的土壤溫度、水分和電導率測量裝置，其特征在于：所述數據采集和處理單元還包括，直流電源的濾波電路及485通信電路的濾波電路；所述直流電源的濾波電路與所述電壓轉換電路相連，所述485通信電路的濾波電路電連在485通信電路的一端，485通信電路的濾波電路的一端連接在采集設備上。

6.根據權利要求1所述的土壤溫度、水分和電導率測量裝置，其特征在于：所述信號發生電路是振蕩信號發生電路，振蕩電路采用低頻振蕩信號發生器。

7.根據權利要求1所述的土壤溫度、水分和電導率測量裝置，其特征在于：所述溫度傳感器采用熱敏電阻溫度傳感器，熱敏電阻設置在靠近三叉狀探針的電路板底部。

8.根據權利要求1所述的土壤溫度、水分和電導率測量裝置，其特征在于：所述螺柱(4)是不銹鋼螺絲。