本發(fā)明屬于栽培基質(zhì)檢測設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種栽培基質(zhì)檢測用傳感器的浸潤性轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、栽培基質(zhì)是設(shè)施農(nóng)業(yè)的基本構(gòu)成要素之一，能為植物生長提供必要的支撐和養(yǎng)分。通常以栽培基質(zhì)的ph值和ec值來衡量基質(zhì)養(yǎng)分含量，ph值和ec值受到栽培基質(zhì)溫度與含水率的影響，因此現(xiàn)代設(shè)施農(nóng)業(yè)通常會(huì)同時(shí)采集ph值、ec值、溫度、含水率等多種栽培基質(zhì)參數(shù)，綜合評(píng)價(jià)機(jī)制養(yǎng)分狀況，從而精準(zhǔn)掌握和控制農(nóng)作物培育過程。栽培基質(zhì)是一種典型的非均相體系，存在固(基質(zhì)顆粒)、液(基質(zhì)溶液)、氣(基質(zhì)孔隙中的空氣)三相混合，固、液間存在液體滲透、橋接等相互作用。傳感器插入栽培基質(zhì)后，傳感器與栽培基質(zhì)間存在固－固(電極與基質(zhì)顆粒)、固－液(電極與基質(zhì)溶液)、固－氣(電極與孔隙中的空氣)等多種接觸形式；隨著基質(zhì)含水量的變化，多種接觸形式間存在相互轉(zhuǎn)化，接觸狀態(tài)復(fù)雜多變。與土壤相比，栽培基質(zhì)具有容重小、粒徑統(tǒng)一度高、孔隙率大、氣水比低等特點(diǎn)，導(dǎo)致電極與栽培基質(zhì)的接觸狀態(tài)更為復(fù)雜、ph值等參數(shù)的檢測誤差更大。

2、公告號(hào)為cn112255286b的中國專利，公開了采用超親水材料收集栽培基質(zhì)中的水分，并輸運(yùn)到檢測電極周圍，形成穩(wěn)定、濕潤的檢測條件，從而提高檢測精度的技術(shù)方案。超親水tio2電極在栽培基質(zhì)中能夠獲得比現(xiàn)有常規(guī)ph電極較高的檢測精度。在進(jìn)一步的研究中，發(fā)現(xiàn)所制備的超親水tio2電極在使用過程中會(huì)發(fā)生顯著而迅速的親水性退化現(xiàn)象，這會(huì)影響電極在栽培基質(zhì)中的檢測精度和響應(yīng)時(shí)間。這是由于傳感器使用后，電極表面粘有栽培基質(zhì)顆粒和有機(jī)污染物。同時(shí)，超親水tio2電極會(huì)吸附周圍水分，這也包括空氣中的水分。在此過程中空氣中的有機(jī)污染物會(huì)一起吸附到tio2電極表面，導(dǎo)致親水性退化。上述兩點(diǎn)問題導(dǎo)致超親水tio2電極使用壽命短、保存困難，綜合使用成本較高，限制了其在設(shè)施農(nóng)業(yè)應(yīng)用中的推廣。親水性和疏水性，統(tǒng)稱為材料的浸潤性，在檢測時(shí)需要親水性好，在保存時(shí)，需要疏水性好，通過有效轉(zhuǎn)換浸潤性，可極大程度提高檢測的精準(zhǔn)度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種栽培基質(zhì)檢測用傳感器的浸潤性轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，以解決使用超親水tio2電極檢測栽培基質(zhì)時(shí)，使用成本較高，親水性效果難以保證的問題。

2、為了解決以上問題，本發(fā)明公開了一種栽培基質(zhì)檢測用傳感器的浸潤性轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，包括：浸潤性轉(zhuǎn)化箱和多參數(shù)無線傳感器；所述多參數(shù)無線傳感器插入浸潤性轉(zhuǎn)化箱內(nèi)實(shí)現(xiàn)浸潤性的轉(zhuǎn)換；所述浸潤性轉(zhuǎn)化箱通過隔板分為加熱區(qū)和工作區(qū)，所述加熱區(qū)對工作區(qū)加熱，所述工作區(qū)頂部設(shè)置有用于安裝多參數(shù)無線傳感器的連接頂板，所述連接頂板上設(shè)置有安插孔，所述安插孔一側(cè)設(shè)置有定位槽，所述定位槽和多參數(shù)無線傳感器配合，以保證多參數(shù)無線傳感器的正向安裝。

3、作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)：

4、所述浸潤性轉(zhuǎn)化箱表面設(shè)置有顯示屏、操作按鈕、電源開關(guān)。

5、所述浸潤性轉(zhuǎn)化箱表面設(shè)置有觀察窗。

6、所述工作區(qū)底部設(shè)置有出水口，所述出水口連接有出水管，所述工作區(qū)頂部設(shè)置有噴淋管和紫外燈管。

7、所述多參數(shù)無線傳感器包括探頭段、連接段和控制段，所述探頭段插入安插孔內(nèi)，探頭段的前端呈錐形，便于在使用時(shí)插入栽培基質(zhì)中；連接段位于探頭段與控制段之間，避免傳感器探頭置于浸潤性轉(zhuǎn)化箱加熱過程中，浸潤性轉(zhuǎn)化箱中的熱量損壞傳感器控制模塊，以提高傳感器的耐用性。所述探頭段包括第一安裝面和第二安裝面，所述第一安裝面上設(shè)置有第一工作板，所述第二安裝面上設(shè)置有第二工作板，所述第一工作板上設(shè)置有超親水ph工作電極和長條形電極，兩塊所述長條形電極通過雙電極法檢測栽培基質(zhì)含水率；所述第二工作板上設(shè)置有參比電極、溫敏電阻和平行電極，所述超親水ph工作電極和參比電極配合測定栽培基質(zhì)ph值；四根所述平行電極設(shè)置于第二工作板下端，通過四端法檢測栽培基質(zhì)ec值；所述溫敏電阻用于檢測栽培基質(zhì)溫度。

8、所述探頭段上部設(shè)置有與定位槽配合的定位凸起、設(shè)置于安插孔上方的接觸法蘭盤和連接凸臺(tái)，所述連接凸臺(tái)與連接段相連。

9、所述連接段為中空結(jié)構(gòu)，包括與連接凸臺(tái)配合的第一連接面和與控制段配合的第二連接面，所述第二連接面下方設(shè)置有連接槽，所述連接槽配合設(shè)置有隔熱蓋。

10、所述隔熱蓋包括與連接槽配合的安裝槽，所述隔熱蓋中部設(shè)置有過線孔，所述過線孔與中空結(jié)構(gòu)連通。

11、所述控制段包括罩體和設(shè)置于罩體內(nèi)的控制模塊，所述傳感器控制模塊為馬鞍形結(jié)構(gòu)，所述控制模塊包括天線、傳感器信號(hào)處理模塊、無線傳輸模塊和電池倉；所述罩體內(nèi)設(shè)置有防呆凸臺(tái)，所述控制模塊上設(shè)置有與防呆凸臺(tái)配合的防呆槽。所述罩體上設(shè)置有外連接面和天線孔，所述天線一端伸出天線孔，所述外連接面上安裝有保護(hù)罩。通過保護(hù)罩用于保護(hù)天線，應(yīng)注意保護(hù)罩選用不會(huì)對天線數(shù)據(jù)傳輸造成影響的材料。

12、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

13、第一，本發(fā)明的多參數(shù)無線傳感器探頭集成了ph值檢測、ec值檢測、溫度檢測和含水率檢測，實(shí)現(xiàn)四個(gè)參數(shù)同時(shí)測量與修正，提高了生產(chǎn)效率。

14、第二，ph值檢測采用tio2工作電極具有超親水特性，插入栽培基質(zhì)后能夠集聚周圍的基質(zhì)溶液，從而形成水分充沛的檢測環(huán)境，電極與栽培基質(zhì)中的離子能夠充分接觸。通過親水性轉(zhuǎn)換箱，使用前，將tio2工作電極表面轉(zhuǎn)化為超親水表面，提高檢測準(zhǔn)確性和響應(yīng)速度；使用后，將tio2工作電極表面轉(zhuǎn)化為疏水性，易于保存。既保證了傳感器檢測的精準(zhǔn)性，又具有較低的保存和使用成本。

15、第三，使用過程便捷，在親水性轉(zhuǎn)換箱的連接頂板上設(shè)置定位槽，以及傳感器控制模塊的防呆凸臺(tái)和防呆槽的配合，便于操作。

16、綜上，本發(fā)明通過改變超親水ph工作電極的表面的浸潤性，即親水性和疏水性，以提高檢測的精準(zhǔn)性和方便多參數(shù)無線傳感器的保存。提供了一個(gè)新的使用和儲(chǔ)存思路，既方便保存，又能保證檢測的精準(zhǔn)度，有效解決了使用成本較高的問題。

技術(shù)特征：

1.一種栽培基質(zhì)檢測用傳感器的浸潤性轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，包括：浸潤性轉(zhuǎn)化箱(2)和多參數(shù)無線傳感器(1)；所述多參數(shù)無線傳感器(1)插入浸潤性轉(zhuǎn)化箱(2)內(nèi)實(shí)現(xiàn)浸潤性的轉(zhuǎn)換；所述浸潤性轉(zhuǎn)化箱(2)通過隔板(21)分為加熱區(qū)(22)和工作區(qū)(23)，所述加熱區(qū)(22)對工作區(qū)(23)加熱，所述工作區(qū)(23)頂部設(shè)置有用于安裝多參數(shù)無線傳感器(1)的連接頂板(24)，所述連接頂板(24)上設(shè)置有安插孔(241)，所述安插孔(241)一側(cè)設(shè)置有定位槽(242)，所述定位槽(242)和多參數(shù)無線傳感器(1)配合，以保證多參數(shù)無線傳感器(1)的正向安裝。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的栽培基質(zhì)檢測用傳感器的浸潤性轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于：所述浸潤性轉(zhuǎn)化箱(2)表面設(shè)置有顯示屏(25)、操作按鈕(26)、電源開關(guān)(28)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的栽培基質(zhì)檢測用傳感器的浸潤性轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于：所述浸潤性轉(zhuǎn)化箱(2)表面設(shè)置有觀察窗(27)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的栽培基質(zhì)檢測用傳感器的浸潤性轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于：所述工作區(qū)(23)底部設(shè)置有出水口(233)，所述出水口(233)連接有出水管(234)，所述工作區(qū)(23)頂部設(shè)置有噴淋管(231)和紫外燈管(232)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的栽培基質(zhì)檢測用傳感器的浸潤性轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于：所述多參數(shù)無線傳感器(1)包括探頭段(11)、連接段(14)和控制段(16)，所述探頭段(11)插入安插孔(241)內(nèi)，所述探頭段(11)包括第一安裝面(111)和第二安裝面(112)，所述第一安裝面(111)上設(shè)置有第一工作板(12)，所述第二安裝面(112)上設(shè)置有第二工作板(13)，所述第一工作板(12)上設(shè)置有超親水ph工作電極(121)和長條形電極(122)，兩塊所述長條形電極(122)通過雙電極法檢測栽培基質(zhì)含水率；所述第二工作板(13)上設(shè)置有參比電極(131)、溫敏電阻(132)和平行電極(133)，所述超親水ph工作電極(121)和參比電極(131)配合測定栽培基質(zhì)ph值；四根所述平行電極(133)設(shè)置于第二工作板(13)下端，通過四端法檢測栽培基質(zhì)ec值；所述溫敏電阻(132)用于檢測栽培基質(zhì)溫度。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的栽培基質(zhì)檢測用傳感器的浸潤性轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于：所述探頭段(11)上部設(shè)置有與定位槽(242)配合的定位凸起(113)、設(shè)置于安插孔(241)上方的接觸法蘭盤(114)和連接凸臺(tái)(115)，所述連接凸臺(tái)(115)與連接段(14)相連。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的栽培基質(zhì)檢測用傳感器的浸潤性轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于：所述連接段(14)為中空結(jié)構(gòu)，包括與連接凸臺(tái)(115)配合的第一連接面(141)和與控制段(16)配合的第二連接面(142)，所述第二連接面(142)下方設(shè)置有連接槽(143)，所述連接槽(143)配合設(shè)置有隔熱蓋(15)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的栽培基質(zhì)檢測用傳感器的浸潤性轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于：所述隔熱蓋(15)包括與連接槽(143)配合的安裝槽(151)，所述隔熱蓋(15)中部設(shè)置有過線孔(152)，所述過線孔(152)與中空結(jié)構(gòu)連通。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的栽培基質(zhì)檢測用傳感器的浸潤性轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于：所述控制段(16)包括罩體和設(shè)置于罩體內(nèi)的控制模塊(18)，所述控制模塊(18)為馬鞍形結(jié)構(gòu)，所述控制模塊(18)包括天線(181)、傳感器信號(hào)處理模塊(182)、無線傳輸模塊(183)和電池倉(184)；所述罩體內(nèi)設(shè)置有防呆凸臺(tái)(161)，所述控制模塊(18)上設(shè)置有與防呆凸臺(tái)(161)配合的防呆槽(185)；所述罩體上設(shè)置有外連接面(162)和天線孔(163)，所述天線(181)一端伸出天線孔(163)，所述外連接面(162)上安裝有保護(hù)罩(17)。

10.一種基于權(quán)利要求9所述的栽培基質(zhì)檢測用傳感器的浸潤性轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的使用方法，其特征在于，包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種栽培基質(zhì)檢測用傳感器的浸潤性轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，包括：浸潤性轉(zhuǎn)化箱和多參數(shù)無線傳感器；多參數(shù)無線傳感器插入浸潤性轉(zhuǎn)化箱內(nèi)實(shí)現(xiàn)浸潤性的轉(zhuǎn)換；浸潤性轉(zhuǎn)化箱通過隔板分為加熱區(qū)和工作區(qū)，加熱區(qū)對工作區(qū)加熱，工作區(qū)頂部設(shè)置有用于安裝多參數(shù)無線傳感器的連接頂板，連接頂板上設(shè)置有安插孔，安插孔一側(cè)設(shè)置有定位槽，定位槽和多參數(shù)無線傳感器配合，以保證多參數(shù)無線傳感器的正向安裝。浸潤性轉(zhuǎn)化箱表面設(shè)置有顯示屏、操作按鈕、電源開關(guān)。浸潤性轉(zhuǎn)化箱表面設(shè)置有觀察窗。工作區(qū)底部設(shè)置有出水口，出水口連接有出水管，工作區(qū)頂部設(shè)置有噴淋管和紫外燈管。解決了使用超親水TiO<subgt;2</subgt;電極保存成本較高，保存期間難以長期維持親水性的問題。

技術(shù)研發(fā)人員：陳成,俞張勇,王振華
受保護(hù)的技術(shù)使用者：無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2