[發明專利]一種土壤水分測量系統

有效

• 申請號: 201911284837.2
• 申請日: 2019-12-13
• 公開（公告）號: CN110907624B
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發明（設計）人: 程強;向陽;于淞
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 韓世虹

本發明涉及土壤參數檢測領域，公開了一種土壤水分測量系統，該土壤水分測量系統包括導管、傳感器探頭、信號線、繞線機構和控制機構；傳感器探頭沿導管的設置方向可活動地套設在導管內；信號線纏繞在繞線機構上，并引出接線端子；信號線的伸縮端與傳感器探頭連接，信號線的固定端與控制機構的信號接收端電連接，控制機構與繞線機構引出的接線端子相連。本發明提供的土壤水分測量系統，通過在導管內設置可活動地傳感器探頭，利用控制機構配合繞線機構和信號線控制傳感器探頭的移動，使得該土壤水分測量系統能夠按照人為設定的測量深度間隔和測量時間間隔自動檢測不同深度的土壤的水分參數，攜帶方便，插入測量地點即可開始測量，降低了測量誤差。

技術領域

本發明涉及土壤參數檢測領域，特別是涉及一種土壤水分測量系統。

背景技術

不同深度土壤水分參數變化規律的監測是農業氣象，作物環境監測的基礎性工作之一，且對掌握植物生長土壤環境，墑情監測預測和其他相關生態監測預測服務與理論將起到不可忽視的作用，將有效促進精準農業的發展。不同深度土壤水分參數對于植物生長、溶質運移、降雨、徑流測量、侵蝕和土壤最終形成等重要的物理、化學、生物和地質過程有著很大的影響。土壤和植物具有互相依賴、互相影響的關系，因此僅僅研究單一層面土壤含水信息對于解決農業生產問題的作用不大。傳統的測量方法只是在單一層面獲取土壤水分參數，不能實現對不同深度的土壤水分參數獲取。由此，需要進行因地制宜的，面向不同作物生長規律的不同深度的土壤水分參數監測，為農業生產研究提供幫助。

土壤在經過一段時間或橫跨一定區域會發生較大的變異，而人為灌溉、植物吸收和涵養等作用使土壤的變異進一步增大。由于日曬、雨淋等原因導致不同深度土壤水分參數不盡相同。因此定點埋置土壤水分傳感器不僅具有較高的成本，而且所測數據只是土壤某一層面水分參數不具有代表性。對于土壤水分參數監測，現有技術中一種方式是利用網格法，對于每個點均使用縱向剖面水分測量儀獲取土壤水分參數及其三維時空變化。

但是，由于設備功耗等問題需要專門建設設備所需要的設施結構才能實現測量，這種方式需要耗費大量人力成本，采集的數據信息較少，設備安裝、攜帶等都有一定麻煩，而且不能滿足要求數據量豐富的大面積土壤剖面水分測量。另外，對于按照一定時間間隔、一定距離深度間隔的短時間測量，按照這種方法進行人工測量較為困難，具有較大誤差。

發明內容

(一)要解決的技術問題

鑒于上述技術缺陷和應用需求，本發明實施例提供一種土壤水分測量系統，用于解決現有土壤參數監測系統存在耗費成本高、測量區域小、安裝麻煩，且不能夠方便精準地進行監測等問題。

(二)技術方案

為解決上述問題，本發明提供一種土壤水分測量系統，包括：導管、傳感器探頭、信號線、繞線機構和控制機構；所述傳感器探頭沿所述導管的設置方向可活動地套設在所述導管內；所述信號線纏繞在所述繞線機構上，并引出接線端子；所述信號線的伸縮端與所述傳感器探頭連接，所述信號線的固定端與所述控制機構的信號接收端電連接，所述控制機構與所述繞線機構引出的所述接線端子相連。

進一步地，所述繞線機構包括：電機、電機座、繞線輪和集電環；所述電機設置在所述電機座上，所述電機的轉動端與所述繞線輪連接，所述電機的控制端與所述控制機構電連接，所述集電環設置在所述繞線輪的端部，所述信號線的固定端通過所述集電環與所述控制機構電連接。

進一步地，所述繞線機構還包括：電機自鎖器；所述的電機自鎖器設置在所述控制機構上。

進一步地，所述土壤水分測量系統還包括：供電機構；所述供電機構包括：太陽能電池板和電池組；所述太陽能電池板通過所述電池組與所述控制機構的輸電端電連接；所述控制機構的控制端同時與所述太陽能電池板和所述電池組電連接。

進一步地，所述電池組包括：第一電池組和第二電池組；所述太陽能電池板分別通過所述第一電池組和所述第二電池組與所述控制機構的輸電端電連接。