[實用新型]一種基于光敏成像傳感器的測釬裝置

有效

• 申請號: 202023162510.9
• 申請日: 2020-12-23
• 公開（公告）號: CN213748287U
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發明（設計）人: 雷磊;吳健;王勁;劉皓;鄭樹海;白曉春;趙穎博;陳琳;劉曉平;萬昊;王良;王辰曦;王少軍;馬悅紅;呂平海;耿明昕;樊創
• 申請（專利權）人: 國網陜西省電力公司電力科學研究院;國網(西安)環保技術中心有限公司;國網陜西省電力公司;國家電網有限公司;陜西威爾麥斯光電科技有限公司
• 主分類號: G01B11/06
• 分類號: G01B11/06
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 王艾華

本實用新型公開了一種基于光敏成像傳感器的測釬裝置，包括測釬桿，所述測釬桿具有透光區，所述透光區上設置有遮光物，所述透光區中安裝有光敏成像傳感器，所述光敏成像傳感器的輸出端和光電檢測電路連接，所述光電檢測電路用于采集光敏成像傳感器采集到的光信號，并將光信號轉化為電信號，根據電信號計算出土壤表面距離遮光物的下界面的距離。通過測量土壤層在測釬上相對位置的變化，實現土壤流失量的測量。

技術領域

本實用新型屬于水土保持在線檢測技術領域，具體涉及一種基于光敏成像傳感器的測釬裝置，應用于監測水土流失的測釬法中對測釬原始數據的采集。

背景技術

水土流失是一個全球性的生態問題，解決水土流失問題的關鍵一步是對水土流失過程進行監測。傳統依靠人力的人工監測手段不能適應水土保持新形勢的發展趨勢，全面推進信息化技術手段在水土保持監管工作中的應用已經成為當前的重要工作，及時精準發現以及長期在線監測水土流失成為當今水土保持領域的發展前沿。測釬法是指在坡面內盡可能減小地表擾動的情況下，向地表有規律插入若干刻有刻度的細釬，并在細釬中做好標記，記錄坡面原始土層高度，后期通過記錄土層高度的變化，觀測計算坡面土壤侵蝕量。但記錄土層高度變化需要人為觀測，手工記錄，操作不便。因此，需求一種不依賴人為觀測、簡單快捷的測釬讀數裝置對于水土流失的測量具有重大意義。

發明內容

本實用新型提供了一種基于光敏成像傳感器的測釬裝置，能夠簡便高效的測量測釬數據。

為達到上述目的，本實用新型所述一種基于光敏成像傳感器的測釬裝置，包括測釬桿，所述測釬桿具有透光區，所述透光區上設置有遮光物，所述透光區中安裝有光敏成像傳感器，所述光敏成像傳感器的輸出端和光電檢測電路連接，所述光電檢測電路用于采集光敏成像傳感器采集到的光信號，并將光信號轉化為電信號，根據電信號計算出土壤表面距離遮光物的下界面的真實距離。

進一步的，光敏成像傳感器封裝在氣密室中。

進一步的，光敏成像傳感器的輸出端和光電檢測電路通過信號線連接，所述氣密室上開設有用于穿過信號線的氣密穿孔。

進一步的，遮光物為刻在測釬桿的桿壁上的不透光的條狀圖案，所述條狀圖案和光敏成像傳感器正對。

進一步的，光敏成像傳感器為線性CCD陣列、面陣CCD、基于光敏電阻陣列或者光伏單元陣列。

進一步的，測釬桿為中空結構。

所述光電檢測電路包括：

光敏成像傳感器驅動電路，用于為光敏成像傳感器供電，并將光敏成像傳感器檢測到的光信號轉化為電信號；

嵌入式信號解算電路，接收光敏成像傳感器驅動電路發送的電信號，并根據接收到的電信號，計算土壤表面距離遮光物的下界面的真實距離；

線性穩壓器構成的供電電路，用于為整個測釬供電；

藍牙芯片構成的無線傳輸電路，用于將測釬檢測到的數據發送至數據收集器或服務器。

與現有技術相比，本實用新型至少具有以下有益的技術效果：

本實用新型中，測釬中集成光敏成像傳感器和光電檢測電路，通過光敏成像傳感器感應的光強的變化，不斷計算土壤距離標定物的距離，實現對土壤層在測釬上相對位置的變化的長期檢測，從而達到對土壤流失量的測量，此方案只需在測釬桿中增加光電傳感器即可，易于實現，操作方便。

進一步的，采用氣密封裝形成的氣密室可以防止水汽進入，防止由于內外溫差導致的釬壁內測產生水霧從而影響光敏成像傳感器光響應的問題，提升光電測釬裝置的穩定性。

進一步的，測釬桿中空直徑約為1cm-2cm，仍然保持一定機械強度，可以不變形插入土壤。