[發明專利]一種基于幅值比檢測土壤含水量的系統

在審

• 申請號: 201811254940.8
• 申請日: 2018-10-26
• 公開（公告）號: CN109490382A
• 公開（公告）日: 2019-03-19
• 發明（設計）人: 盛慶元;高琦樑;余方彬;張西良;沃金平
• 申請（專利權）人: 紹興職業技術學院
• 主分類號: G01N27/22
• 分類號: G01N27/22
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 連平

1.一種基于幅值比檢測土壤含水量的系統，包括電容式探頭和檢測電路，所述電容式探頭通過連接線與所述檢測電路連接，其特征在于：所述電容式探頭包括驅動極板(1)、感應極板(2)和絕緣連接桿(3)，所述絕緣連接桿(3)的第一端連接所述驅動極板(1)，所述絕緣連接桿(3)的第二端連接所述感應極板(2)，所述絕緣連接桿(3)的頂端安裝有與所述連接線連接的插座(4)，所述驅動極板(1)的導電面(101)通過細導線(5)與所述插座(4)的內側面(401)電連接，所述感應極板(2)與所述插座(4)的外側面(402)電連接；

所述檢測電路包括信號激勵源模塊、信號放大模塊、分壓元件、幅值比檢測電路模塊、電源模塊，所述信號激勵源模塊的輸出端通過信號放大模塊與所述分壓元件的輸入端連接，所述分壓元件的輸出端與所述電容式探頭的等效電容的輸入端連接，所述幅值比檢測電路模塊的第一輸入端通過第一衰減器與信號激勵源模塊的輸出端連接，所述幅值比檢測電路模塊的第二輸入端通過第二衰減器與分壓元件的輸出端連接，所述幅值比檢測電路模塊的輸出端為系統的信號輸出端，所述電源模塊分別為所述信號激勵源模塊、信號放大模塊以及所述幅值比檢測電路模塊供電。

2.根據權利要求1所述的一種基于幅值比檢測土壤含水量的系統，其特征在于：所述驅動極板(1)為圓柱探針或者是采用PCB制作的扁平探針，所述感應極板(2)為采用PCB制作的同心圓板，所述驅動極板(1)和所述感應極板(2)的表面均涂覆有絕緣層。

3.根據權利要求1所述的一種基于幅值比檢測土壤含水量的系統，其特征在于：所述驅動極板(1)、所述感應極板(2)、所述絕緣連接桿(3)中心軸同軸安裝，所述驅動極板(1)的長度為所述感應極板(2)內徑的2～4倍，所述感應極板(2)的外徑和內徑比值范圍為2.5～2，所述絕緣連接桿(3)的長度為所述感應極板(2)內徑的1.5～2倍。

4.根據權利要求1所述的一種基于幅值比檢測土壤含水量的系統，其特征在于：所述插座(4)選取SMA型插座或BNC型插座。

5.根據權利要求1所述的一種基于幅值比檢測土壤含水量的系統，其特征在于：所述信號激勵源模塊采用高頻振蕩電路，所述高頻振蕩電路包括第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第二電容C2、第三電容C3、第四電容C4、第一電感L1、三極管Q1，三極管Q1的基極連接第一電阻R1的第一端，第一電阻R1的第二端連接+5V電壓，三極管Q1的發射極串聯第三電阻R3后接地，三極管Q1的集電極串聯第一電感L1后連接+5V電壓，第二電阻R2的第一端連接三極管Q1的基極，第二電阻R2的第二端接地，第二電容C2的第一端連接+5V電壓，第二電容C2的第二端連接三極管Q1的發射極，第三電容C3的第一端連接第二電容C2的第二端，第三電容C3的第二端連接三極管Q1的集電極，第四電容C4的第一端連接三極管Q1的發射極，第四電容C4的第二端連接信號放大模塊的輸入端。

6.根據權利要求1所述的一種基于幅值比檢測土壤含水量的系統，其特征在于：所述信號激勵源模塊采用型號為AD9959的DDS芯片，型號為AD9959的DDS芯片是一款四通道、內部時鐘頻率高達500MHz的直接數字頻率合成器芯片，信號激勵源模塊的輸出端輸出模擬正弦波信號給信號放大模塊的輸入端。

7.根據權利要求1所述的一種基于幅值比檢測土壤含水量的系統，其特征在于：所述幅值比檢測電路模塊采用型號為AD8302的芯片U2，芯片U2的2腳串聯第五電容C5后與信號激勵源模塊的輸出端連接，芯片U2的6腳串聯第六電容C6后與分壓元件的輸出端連接。

8.根據權利要求1所述的一種基于幅值比檢測土壤含水量的系統，其特征在于：所述信號放大模塊為高頻射頻信號放大器，采用型號為HMC1099PM5E的芯片。

9.根據權利要求1所述的一種基于幅值比檢測土壤含水量的系統，其特征在于：所述分壓元件采用精密電阻或者是精密電容。

10.根據權利要求1所述的一種基于幅值比檢測土壤含水量的系統，其特征在于：所述第一衰減器和所述第二衰減器采用型號為HMC658LP2的芯片。