[發明專利]一種土壤水分分層檢測傳感器

在審

• 申請號: 201811237659.3
• 申請日: 2018-10-23
• 公開（公告）號: CN109406579A
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: 楊啟良;曹春號;李張妍
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: G01N27/00
• 分類號: G01N27/00;G01N33/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種土壤水分分層檢測傳感器，屬于農業工程應用技術領域。該土壤水分分層檢測傳感器，包括步進電機、扶手、連接環、電極驅動機構、導軌壁、錐形固定機構、絲桿螺母、聯軸器和絲桿和水分檢測結構，水分檢測結構包括電極Ⅰ、電極Ⅱ、電極Ⅲ，每個電極配套的100MHz振蕩器、同軸傳輸線、檢波模塊、運放器、Arduino單片機和Hc05藍牙模塊智能手機。本土壤水分分層檢測傳感器用于解決現有土壤水分檢測傳感器不能進行分層檢測的問題。

技術領域

本發明涉及一種土壤水分分層檢測傳感器，屬于農業工程應用技術領域。

背景技術

土壤水分檢測傳感器在農業工程領域較為常用，以往的土壤水分傳感器只能進行單點測量，不能滿足多點靈活分層的需求。

發明內容

針對上述現有技術存在的問題及不足，本發明提供一種土壤水分分層檢測傳感器。本土壤水分分層檢測傳感器于解決現有土壤水分檢測傳感器不能進行分層檢測的問題。本發明通過以下技術方案實現。

一種土壤水分分層檢測傳感器，包括步進電機1、扶手2、連接環3、電極驅動機構4、導軌壁5、錐形固定機構6、絲桿螺母10、聯軸器11和絲桿12和水分檢測結構，水分檢測結構包括電極Ⅰ7、電極Ⅱ8、電極Ⅲ9，每個電極（電極Ⅰ7、電極Ⅱ8或電極Ⅲ9）配套的100MHz振蕩器、同軸傳輸線、檢波模塊、運放器、Arduino 單片機和Hc05藍牙模塊智能手機，100MHz振蕩器通過同軸傳輸線連接每個電極（電極Ⅰ7、電極Ⅱ8或電極Ⅲ9），每個電極（電極Ⅰ7、電極Ⅱ8或電極Ⅲ9）在同軸傳輸線兩端設有檢波模塊獲取電壓信號，每個電極（電極Ⅰ7、電極Ⅱ8或電極Ⅲ9）中的檢波模塊電信號連接差分放大器后連接到Arduino 單片機，Arduino 單片機通過Hc05藍牙模塊以串口通信的方式傳送給智能手機，100MHz的振蕩器產生正弦信號，通過固定特征阻抗的同軸傳輸線連接到土壤水分傳感器的電極（電極Ⅰ7、電極Ⅱ8或電極Ⅲ9）正極上，對應的電極（電極Ⅰ7、電極Ⅱ8或電極Ⅲ9）負極經過同軸傳輸線的屏蔽線接地，在同軸傳輸線兩端通過檢波模塊獲取電壓信號，再經過差分放大器后連接到Arduino 單片機，Arduino 單片機將電壓值進行計算轉換為檢測結果，通過Hc05藍牙模塊將檢測結果以串口通信的方式傳送給智能手機，電極Ⅰ7、電極Ⅱ8、電極Ⅲ9以同樣的方式獲取土壤含水率的檢測結果；步進電機1位于扶手2中間位置，扶手2底部通過連接環3連接導軌壁5，導軌壁5上設有三道導軌凹槽，導軌壁5底部設有錐形固定機構6，步進電機1的輸出軸穿過扶手2中間位置，步進電機1的輸出軸通過聯軸器11連接位于導軌壁5內部的絲桿12，絲桿12底部連接錐形固定機構6，絲桿12上設有與絲桿12配合的絲桿螺母10，絲桿螺母10外側均勻設有三個電極Ⅰ7、電極Ⅱ8、電極Ⅲ9，電極Ⅰ7、電極Ⅱ8、電極Ⅲ9的橫截面為T型，電極Ⅰ7、電極Ⅱ8、電極Ⅲ9T型豎端與導軌壁5的三道導軌凹槽配合，在步進電機1依次帶動絲桿12、絲桿螺母10轉動下，電極Ⅰ7、電極Ⅱ8、電極Ⅲ9沿著導軌壁5上下運動。

所述電極Ⅰ7、電極Ⅱ8、電極Ⅲ9材質均為不銹鋼；所述絲桿螺母10材質為塑料；所述導軌壁5材質為鋼化玻璃。

所述步進電機1通過螺栓Ⅰ15、螺栓Ⅱ16、螺栓Ⅲ17和螺栓Ⅳ18固定在扶手2中間位置。

所述導軌壁5由導軌壁Ⅰ19、導軌壁Ⅱ20和導軌壁Ⅲ21組成。

所述錐形固定機構6包括底部的錐形固定帽13，錐形固定帽13通過絲桿軸承14連接絲桿12底部。

本土壤水分分層檢測傳感器的工作原理為：