一種土壤水分和養(yǎng)分變化的智能檢測(cè)裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明主要涉及一種土壤水分和養(yǎng)分變化的智能檢測(cè)裝置，所述檢測(cè)裝置檢測(cè)裝置的檢測(cè)探頭具有防盜拔，耐腐蝕，易于攜的特性，可以長(zhǎng)期埋放在土壤中的檢測(cè)裝置而對(duì)土壤的水分和養(yǎng)分進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過(guò)裝置所反饋的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)而對(duì)植物作出精細(xì)的管理。
【專利說(shuō)明】
一種土壤水分和養(yǎng)分變化的智能檢測(cè)裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及土壤檢測(cè)技術(shù)，具體為一種土壤水分和養(yǎng)分變化的智能檢測(cè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 土壤是一個(gè)復(fù)雜而多相的物質(zhì)系統(tǒng)，它由各種不同大小的礦物顆粒、各種不同分 解程度的有機(jī)殘?bào)w、腐殖質(zhì)及生物活體、各種養(yǎng)分、水分和空氣等組成。影響植物在土壤中 生長(zhǎng)狀況的兩個(gè)重要因素便是土壤的水分和養(yǎng)分的含量變化。目前，土壤水分、養(yǎng)分的變化 同樣有許多種檢測(cè)方法，目前主要的技術(shù)是采用實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)對(duì)一些離子 進(jìn)行分析和測(cè)試而實(shí)現(xiàn)檢測(cè)的目的。而且在野外進(jìn)行固定點(diǎn)監(jiān)測(cè)時(shí)，容易被水的成分變化 干擾，價(jià)格較高，且抗腐蝕性能力差，不便于野外攜帶，難以定點(diǎn)連續(xù)監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)精確度 偏差大，價(jià)格偏高等諸多因素，對(duì)于室外園林土壤定點(diǎn)連續(xù)監(jiān)測(cè)應(yīng)用存在不便和諸多限制； 在目前生態(tài)環(huán)境形勢(shì)嚴(yán)峻的情況下，市場(chǎng)迫切需要一種便于攜帶，價(jià)格便宜，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)請(qǐng)準(zhǔn) 度高，使用壽命長(zhǎng)，易于操作的土壤水分和養(yǎng)分的檢測(cè)裝置，便于監(jiān)測(cè)植物生長(zhǎng)并進(jìn)行精細(xì) 化管理，建設(shè)更好的生態(tài)環(huán)境。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明主要為了解決上述的技術(shù)問(wèn)題而提供一種土壤水分和養(yǎng)分變化的智能檢 測(cè)裝置，通過(guò)長(zhǎng)期埋放在土壤中的檢測(cè)裝置而對(duì)土壤的水分和養(yǎng)分進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過(guò)裝置所 反饋的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)而對(duì)植物作出精細(xì)的管理。
[0004] 本發(fā)明為了解決上述的技術(shù)問(wèn)題，公開一種土壤土壤水分和養(yǎng)分變化的智能檢測(cè) 裝置，所述檢測(cè)裝置檢測(cè)裝置包含檢測(cè)探頭； 所述探頭包含第一電極、第二電極、第三電極，所述電極之間設(shè)有絕緣層，所述第一電 極和第二電極構(gòu)成電阻式傳感器，所述第二電極和第三電極構(gòu)成電容式傳感器； 進(jìn)一步，所述電極探頭為錐頭式。
[0005] 進(jìn)一步，所述電極探頭連接柱形體一端設(shè)置有倒刺。
[0006] 進(jìn)一步，所述第一電極、第二電極為鋁合金金屬同軸套設(shè)于探頭的外部，所述第三 電極為環(huán)形銅金屬同軸套設(shè)于探頭內(nèi)部。
[0007] 進(jìn)一步，所述電容檢測(cè)電路將電容式傳感器獲取的電容檢測(cè)信號(hào)處理為反映土壤 水分變化，所述電壓采集電路將電阻式傳感器獲取的電阻檢測(cè)信號(hào)處理為反映土壤養(yǎng)分變 化。
[0008] 進(jìn)一步，所述探頭用螺釘連接。
[0009] 進(jìn)一步，所述探頭的電極部件可以拆卸更換。
[0010] 采用上述發(fā)明技術(shù)方案的有益效果:植物裝置采用的材料耐腐蝕強(qiáng)，定點(diǎn)牢固防 盜拔，使用壽命長(zhǎng)，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于批量攜帶野外使用，檢測(cè)精準(zhǔn)度高，對(duì)社會(huì)生態(tài)環(huán)境良 好建設(shè)非常有利。
【附圖說(shuō)明】
[0011] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例中的檢測(cè)裝置中的探頭部分分解示意圖； 圖2為本發(fā)明實(shí)施例中的土壤的電阻率鹽量、濕度、溫度的關(guān)系圖。 具體實(shí)施例
[0012] 以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并 非用于限定發(fā)明的范圍。相反，本實(shí)施例包括落入所附加權(quán)利要求的精神和內(nèi)涵范圍的所 有變化、修改和等同物，這應(yīng)被本發(fā)明實(shí)施例所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。
[0013] 本發(fā)明提供了一種土壤水分和養(yǎng)分變化檢測(cè)裝置的探頭結(jié)構(gòu)，如圖1所示，所述檢 測(cè)的探頭包括M3緊固螺絲30、防水圈31、倒刺體32、環(huán)形銅電極33、環(huán)形鋁合金電極34、絕緣 體連接件35、圓錐形鋁合金電極36、絕緣體外殼37;所述圓錐形鋁合金電極36、絕緣體連接 件35、環(huán)形鋁合金電極34、絕緣體外殼37、倒刺體32依序卡接并由M3緊固螺絲由中心部分固 定，所述環(huán)形銅電極33內(nèi)嵌于絕緣體外殼37且不接觸環(huán)形鋁合金電極34和倒刺體32,所述 防水圈內(nèi)嵌于倒刺體靠近環(huán)形銅電極33的一端;所述環(huán)形電極33和環(huán)形鋁合金電極34構(gòu)成 電容式傳感器，所述環(huán)形鋁合金電極34和圓錐形鋁合金36構(gòu)成電阻式傳感器。本發(fā)明實(shí)施 例中，通過(guò)所述探測(cè)裝置的錐形探頭部分刺破土壤至倒刺部沒(méi)入土壤中進(jìn)行定點(diǎn)檢測(cè)。
[0014] 在本發(fā)明實(shí)施例中，所述環(huán)形電極33和環(huán)形鋁合金電極34構(gòu)成的電容式傳感器測(cè) 得的電容檢測(cè)信號(hào)通過(guò)主板電路處理為反映土壤水分變化的數(shù)據(jù)，所述環(huán)形鋁合金電極34 和圓錐形鋁合金36構(gòu)成電阻式傳感器測(cè)得的電壓檢測(cè)信號(hào)處理為反映土壤養(yǎng)分變化的數(shù) 據(jù)。
[0015] 在本發(fā)明實(shí)施例中，通電容式傳感器檢測(cè)輸出頻率，測(cè)得頻率變化不大，都在73-75KHz，水的波動(dòng)造成檢測(cè)頻率不穩(wěn)定，影響頻率最大的因素就是侵入水中的電容板深度， 這一結(jié)論可以推測(cè)出電極檢測(cè)輸出頻率和土壤的含水量之間的關(guān)系。以下為計(jì)算公式 QUOTEJ、，:色、.=仏134§適用于北方土質(zhì) QUOTE 9.沈細(xì):〇、、'、; 0.0以 9.沈細(xì):〇、、'、心 QUOTE ^為土壤含水量，kd為土壤的介電常數(shù)，Ρ為土壤溶重 電容C的計(jì)算公式如下： 檢測(cè)電路的頻率輸出為：

運(yùn)用南方土壤濕度的公式：
F為頻率，R為電阻，A1，A2，A3，A4，A5全部為常數(shù) A4，A5的確定，可以用一個(gè)專業(yè)測(cè)量土壤濕度的產(chǎn)品進(jìn)行比對(duì)后來(lái)測(cè)試，只需要測(cè)量?jī)?組數(shù)據(jù)就可以確定出A4、A5。
[0016] 在本發(fā)明實(shí)施例中，如圖3所示，土壤的電阻率與三大元素有關(guān)，含鹽量、濕度、溫 度;通過(guò)電阻式傳感器來(lái)測(cè)量土壤的氮、磷、鉀三種元素是不可能的，可以用導(dǎo)電率來(lái)側(cè)面 反映土壤的含鹽分量進(jìn)而反映土壤的養(yǎng)分，以下為測(cè)得的土壤養(yǎng)分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù):壤的養(yǎng)分，以 下為測(cè)得的土壤養(yǎng)分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)： 表一
由表一、表二中的數(shù)據(jù)可以得出，在測(cè)土壤電導(dǎo)率的時(shí)候，驗(yàn)證了當(dāng)土壤的含水量>30% 后，在相同溫度下，其電導(dǎo)率變化就比較小，通過(guò)水量的變化側(cè)面反映鹽分的變化，進(jìn)而反 映養(yǎng)分的變化情況。
[0017] 表三
由表三中的試驗(yàn)結(jié)果可以驗(yàn)證本實(shí)施例裝置具有耐腐蝕性。
[0018]以上為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之 內(nèi)，所作的修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種土壤水分和養(yǎng)分變化的智能檢測(cè)裝置，其特征在于，所述檢測(cè)裝置包含檢測(cè)探 頭； 所述探頭包含第一電極、第二電極、第三電極，所述電極之間設(shè)有絕緣層，所述第一電 極和第二電極構(gòu)成電阻式傳感器，所述第二電極和第三電極構(gòu)成電容式傳感器。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種土壤水分和養(yǎng)分變化的智能檢測(cè)裝置，其特征在于，所述 電極探頭為錐頭式。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種土壤水分和養(yǎng)分變化的智能檢測(cè)裝置，其特征在于， 所述探頭連接柱形體一端設(shè)置有倒刺。4. 根據(jù)根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種土壤水分和養(yǎng)分變化的智能檢測(cè)裝置，其特征在 于，所探頭的第一電極、第二電極、第三電極為抗腐蝕性材料。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種土壤水分和養(yǎng)分變化的智能檢測(cè)裝置，其特征在于，所述 第一電極、第二電極為鋁合金金屬同軸套設(shè)于探頭的外部，所述第三電極為環(huán)形銅金屬同 軸套設(shè)于探頭內(nèi)部。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種土壤水分和養(yǎng)分變化的智能檢測(cè)裝置，其特征在于，所述 電容檢測(cè)電路將電容式傳感器獲取的電容檢測(cè)信號(hào)處理為反映土壤水分變化，所述電壓采 集電路將電阻式傳感器獲取的電阻檢測(cè)信號(hào)處理為反映土壤養(yǎng)分變化。7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種土壤水分和養(yǎng)分變化的智能檢測(cè)裝置，其特征在于， 所述探頭用螺釘連接。8. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種土壤水分和養(yǎng)分變化的智能檢測(cè)裝置，其特征在于， 所述探頭的電極部件可以拆卸更換。
【文檔編號(hào)】G01N27/04GK105973945SQ201610470698
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年6月24日
【發(fā)明人】朱智會(huì), 張萬(wàn)春, 鄧水云
【申請(qǐng)人】廣東森維綠聯(lián)科技有限公司