[發明專利]一種傳感器檢測系統

在審

• 申請號: 202110066254.3
• 申請日: 2021-01-19
• 公開（公告）號: CN112903138A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 胡學浩;高仕鑫;曲航;劉琪
• 申請（專利權）人: 汕頭大學;中國農業科學院農業環境與可持續發展研究所
• 主分類號: G01K11/32
• 分類號: G01K11/32;G01N21/55;G01D5/353
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 葉潔勇

本發明公開了一種傳感器檢測系統，包括傳感器探頭、解調儀以及處理器，所述傳感器探頭是光纖光柵傳感器探頭，所述解調儀與所述傳感器探頭相連接，所述處理器與所述解調儀相連接，所述處理器用于根據所述光信號的中心波長計算所述溫度參數以及所述含水量參數。本技術方案利用光纖光柵傳感器探頭檢測土壤的溫度參數以及含水量參數，土壤中溫度參數以及含水量參數的變化能夠引起光纖光柵傳感器探頭所傳輸的光信號中心波長的變化，無需分別配置兩種不同的傳感器探頭即可實現兩種物理參數的采集；此外本技術方案采用光纖通信手段實現分布式及遠程數據傳輸功能，抗干擾能力強。

技術領域

本發明涉及傳感器技術領域，更具體地說涉及一種基于光纖光柵的溫度及含水量傳感器檢測系統。

背景技術

在農作物生長的過程中，土壤中的很多因素都會對其產生影響，比如土壤有機質、土壤微生物、微量元素、pH值、土壤的溫度、含水量等。其中，土壤的溫度、含水量是影響農作物生長的重要因素，其對作物根系的發育與土壤的微生物活動有著直接的影響，并且是土壤中水分運動的誘因，過高或者過低的溫度、含水量都會影響農作物的正常生長。

為了實現農業機械化，農業生產技術需要不斷提高。在農作物大面積種植的過程中，為了提高農作物的產量，土壤溫度、含水量分布式多點實時監測十分重要。現有技術中常用的傳感器需要按照要求分別放入土壤中不同區域，并將傳感數據傳輸、匯總、記錄到指定計算機或者服務器中以便實時查看或者后期再對數據進行分析，以便對農作物種植生長提出指導性意見。

現有技術中用于實現土壤溫度以及含水量檢測的傳感器是相互獨立的兩個器件，其器件容易受電磁干擾，難以實現監測數據遠距離穩定傳輸。

發明內容

本發明目的在于提供一種基于光纖光柵的溫度及含水量傳感器檢測系統，以解決現有技術中所存在的一個或多個技術問題，至少提供一種有益的選擇或創造條件。

為解決上述技術問題所采用的技術方案：

一種傳感器檢測系統，包括：

傳感器探頭，所述傳感器探頭是光纖光柵傳感器探頭，所述傳感器探頭用于檢測溫度參數以及含水量參數；

解調儀，所述解調儀是光纖光柵解調儀，所述解調儀與所述傳感器探頭相連接以接收所述傳感器探頭傳輸的光信號，所述解調儀用于檢測所述光信號的中心波長；

處理器，所述處理器與所述解調儀相連接，所述處理器用于根據所述光信號的中心波長計算所述溫度參數以及所述含水量參數。

作為上述技術方案的進一步改進，所述傳感器探頭包括塑料光纖光柵以及石英光纖光柵，所述石英光纖光柵與所述解調儀相連接，所述塑料光纖光柵通過石英光纖與所述解調儀相連接。

作為上述技術方案的進一步改進，所述處理器包括：

第一設置單元，用于設置所述塑料光纖光柵的中心波長變化量與所述溫度參數的變化量以及所述含水量的變化量之間的關系，將其定義為第一關系模型；

第二設置單元，用于設置所述石英光纖光柵的中心波長變化量與所述溫度參數的變化量之間的關系，將其定義為第二關系模型；

識別單元，用于根據所述塑料光纖光柵所傳輸的光信號識別所述塑料光纖光柵的中心波長變化量，根據所述石英光纖光柵所傳輸的光信號識別所述石英光纖光柵的中心波長變化量；

計算單元，用于根據所述塑料光纖光柵的中心波長變化量、所述石英光纖光柵的中心波長變化量、所述第一關系模型以及所述第二關系模型計算所述含水量的變化量以及所述溫度參數的變化量。

作為上述技術方案的進一步改進，所述第一關系模型的表達式如

式1所示：