專利名稱：數(shù)字化土壤參數(shù)測試儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及土壤參數(shù)測量技術，特別涉及土壤濕度和溫度探測裝置。
背景技術：
隨著農業(yè)生產的現(xiàn)代化發(fā)展，土壤參數(shù)，特別是溫、濕度的科學管理對植物的生長越來越重要。對于現(xiàn)代農業(yè)生產來說，要監(jiān)控各溫室的土壤溫、濕度，依靠生產人員人工完成，費時費力，而且很難保證對溫室的土壤環(huán)境參數(shù)及時、準確地調節(jié)，這就需要一種土壤溫、濕度探測的裝置。目前，我國大多數(shù)類似裝置都是只針對溫度或濕度進行單一地探測，其結構一般包括探測信號單元、信號處理單元和探測電極。其采用直流電流作為探測信號，通過插入土壤的一對探測電極將探測信號作用于土壤，并接收土壤的傳輸信號，該信號經過信號處理單元的處理，根據(jù)接收信號的大小計算土壤的電阻，與不同濕度的土壤電阻的比較就可以得到探測位置的濕度。土壤溫度的探測一般采用熱敏電阻等溫度傳感器進行探測?，F(xiàn)有技術的這種土壤參數(shù)探測裝置的主要缺點是，直流探測信號引起土壤的極化，探測數(shù)據(jù)不穩(wěn)定、不可靠。探針與土壤的接觸面積小，對土壤濕度的檢測速度慢，探測精度低。土壤極化又反過來增加探測電極的腐蝕速度，縮短了探測裝置的使用壽命。

實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題，就是針對現(xiàn)有技術的土壤參數(shù)探測裝置探測數(shù)據(jù)不穩(wěn)定、不可靠的缺點，提供一種能有效地實時測量土壤溫度、濕度的數(shù)字化土壤參數(shù)測試儀。本實用新型解決所述技術問題，采用的技術方案是，數(shù)字化土壤參數(shù)測試儀，包括探測信號單元、信號處理單元和至少1對探測電極，所述探測電極與信號處理單元和探測信號單元電連接，所述探測電極埋入土壤中傳輸和接收信號，其特征在于，所述探測信號單元為高頻交流信號發(fā)生器，所述信號為高頻交流信號。進一步的，還包括通信單元，所述通信單元與信號處理單元電連接。具體的，所述信號處理單元由數(shù)字信號處理器構成。具體的，所述探測電極由不銹鋼管構成。進一步的，所述探測電極中有一只裝有溫度傳感器，所述溫度傳感器與信號處理單元電連接。具體的，所述探測電極為2對。 進一步的，所述探測電極成平行矩陣排列。具體的，所述探測電極分別位于正方形的4個頂點。具體的，所述正方形的幾何尺寸與高頻交流信號的頻率波長相關。進一步的，所述正方形對角線上的2只探測電極為一對，具有相同極性，兩條對角線上的探測電極極性不相同。[0015]本實用新型的有益效果是，能進行高精度的濕度檢測，并降低了探測電極的腐蝕速度，具有優(yōu)異的環(huán)境適應性，具有優(yōu)異的響應特性。進一步的技術方案能同時測試土壤溫度及濕度，進行信息數(shù)字化處理和傳輸，實現(xiàn)智能控制，適用于大面積的自動化土壤參數(shù)采集。

圖1是實施例電路框圖；圖2是實施例結構示意圖；圖3是探測電極排列示意圖；圖4是溫度傳感器裝配示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖及實施例，詳細描述本實用新型的技術方案。本實用新型采用的土壤參數(shù)探測技術，利用高頻交流電場測定土壤濕度，是一種可靠、快速、非破壞性的體積含水量測定技術。實施例如圖1所示，本例的數(shù)字化土壤參數(shù)測試儀，包括探測信號單元10、信號處理單元 12和至少1對探測電極5。探測電極5插入土壤中約30mm，并與探測信號單元電連接，將信號處理單元產生的高頻交流信號饋入土壤中。探測電極5也接收土壤中反饋回來的信號， 通過信號調理電路11進行放大、濾波、整形和數(shù)字化采樣處理后，得到含有土壤濕度信息的數(shù)據(jù)信號，該數(shù)據(jù)信號被送入信號處理單元12進行處理。本例信號處理單元12由數(shù)字信號處理器構成，能夠根據(jù)存儲的土壤濕度信息的數(shù)據(jù)與土壤濕度值對應關系得到土壤濕度。探測信號單元10為高頻交流信號發(fā)生器，能夠根據(jù)信號處理單元12的指令，產生高頻交流信號。本例數(shù)字化土壤參數(shù)測試儀增加了通信單元13，通過與信號處理單元12的電連接，能夠將信號處理單元12采集的土壤參數(shù)進行傳輸，可以擴大土壤參數(shù)采集的面積，進行大范圍數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控。本例的數(shù)字化土壤參數(shù)測試儀結構如圖2所示，電路元器件安裝在印刷電路板1上，探測電極5共2對，安裝在探測儀底部，成平行矩陣排列，4只探測電極分別位于正方形(圖3中虛線所示的正方形)的4個頂點。正方形對角線上的2只探測電極5為一對，具有相同極性，兩條對角線上的探測電極5極性不相同。圖3中正方形的幾何尺寸與高頻交流信號的波長具有相關性，對于特定結構的探測電極分布參數(shù)(主要是正方形的邊長或對角線尺寸)，通過選擇合適波長的高頻交流信號，可以提高探測精度，降低干擾。探測電極5采用不銹鋼管構成，具有較高的抗腐蝕能力。4只探測電極中其中有一只裝有溫度傳感器50，如圖4所示。溫度傳感器50與信號處理單元電連接，用于探測土壤溫度。
權利要求1.數(shù)字化土壤參數(shù)測試儀，包括探測信號單元、信號處理單元和至少1對探測電極，所述探測電極與信號處理單元和探測信號單元電連接，所述探測電極埋入土壤中傳輸和接收信號，其特征在于，所述探測信號單元為高頻交流信號發(fā)生器，所述信號為高頻交流信號。
2.根據(jù)權利要求1所述的數(shù)字化土壤參數(shù)測試儀，其特征在于，還包括通信單元，所述通信單元與信號處理單元電連接。
3.根據(jù)權利要求1所述的數(shù)字化土壤參數(shù)測試儀，其特征在于，所述信號處理單元由數(shù)字信號處理器構成。
4.根據(jù)權利要求1所述的數(shù)字化土壤參數(shù)測試儀，其特征在于，所述探測電極由不銹鋼管構成。
5.根據(jù)權利要求4所述的數(shù)字化土壤參數(shù)測試儀，其特征在于，所述探測電極中有一只裝有溫度傳感器，所述溫度傳感器與信號處理單元電連接。
6.根據(jù)權利要求1 5任意一項所述的數(shù)字化土壤參數(shù)測試儀，其特征在于，所述探測電極為2對。
7.根據(jù)權利要求6所述的數(shù)字化土壤參數(shù)測試儀，其特征在于，所述探測電極成平行矩陣排列。
8.根據(jù)權利要求7所述的數(shù)字化土壤參數(shù)測試儀，其特征在于，所述探測電極分別位于正方形的4個頂點。
9.根據(jù)權利要求8所述的數(shù)字化土壤參數(shù)測試儀，其特征在于，所述正方形的幾何尺寸與高頻交流信號的頻率波長相關。
10.根據(jù)權利要求9所述的數(shù)字化土壤參數(shù)測試儀，其特征在于，所述正方形對角線上的2只探測電極為一對，具有相同極性，兩條對角線上的探測電極極性不相同。
專利摘要本實用新型涉及土壤濕度和溫度探測裝置。本實用新型針對現(xiàn)有技術的土壤參數(shù)探測裝置探測數(shù)據(jù)不穩(wěn)定、不可靠的缺點，公開了一種能有效地實時測量土壤溫度、濕度的數(shù)字化土壤參數(shù)測試儀。本實用新型的技術方案是，數(shù)字化土壤參數(shù)測試儀，包括探測信號單元、信號處理單元和至少1對探測電極，所述探測電極與信號處理單元和探測信號單元電連接，所述探測電極埋入土壤中傳輸和接收信號，其特征在于，所述探測信號單元為高頻交流信號發(fā)生器，所述信號為高頻交流信號。本實用新型能進行高精度的濕度檢測，并降低了探測電極的腐蝕速度，具有優(yōu)異的環(huán)境適應性，具有優(yōu)異的響應特性。本實用新型主要用于農業(yè)生成領域。
文檔編號G01K7/22GK201965109SQ20112001324
公開日2011年9月7日 申請日期2011年1月17日 優(yōu)先權日2011年1月17日
發(fā)明者唐享華, 李云鵬, 李智浩 申請人:成都誠欣特自動化系統(tǒng)有限公司