[实用新型]热脉冲土壤水分传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及测定土壤含水量的传感器，特别涉及一种用热脉冲和热扩散原理测定土壤含水量的传感器。

背景技术

土壤含水量是农业水土工程学、灌溉排水科学、作物栽培学、水文学、土壤学等众多学科领域进行科研所需要的基础数据之一。因此准确测定土壤含水量对于上述领域内和相关领域内的研究具有重要意义。根据测量原理的不同，土壤含水量测量仪器主要有电阻式土壤水分传感器、电磁波土壤水分传感器(如TDR土壤水分传感器，Trime土壤水分测量仪，Diviner土壤水分测量仪等)，电磁辐射土壤水分测量仪(如中子水分仪等)。在实际应用中，电磁波土壤水分传感器和电磁辐射土壤水分传感器应用较为广泛，但是电磁波土壤水分传感器结构复杂，安装不方便，对土壤破坏较大，且价格比较昂贵，电磁辐射土壤水分测量仪虽然价格稍微较低，但是由于其具有较强辐射，在使用时会对人体产生辐射而影响身体健康，因此其使用的数量在逐渐减少。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型的目的是提供一种热脉冲土壤水分传感器，它安装方便，对土壤破坏较小，可定位连续测定，结构简单，可靠性高，灵敏度高，通用性好，且成本也相对较低。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种热脉冲土壤水分传感器，由一号探针、二号探针、三号探针、手柄和接线端子组成，一号探针、二号探针和三号探针都为管状，其特征是：所述一号、二号和三号探针均固定在手柄上，一号和三号探针等距离的布置在二号探针的两边，一号探针和三号探针都由细管构成，一号探针和三号探针的管腔中分别设置有一号感温元件和三号感温元件，二号探针由内套管和外套管嵌套构成，内套管的内腔中设置有二号感温元件，在内套管和外套管之间的缝隙中设置有电热元件，该电热元件与手柄内的电源线连接，电源线引出后与接线端子连接，所述一号、二号、三号感温元件都与手柄内的导线连接，手柄内的导线引出后与接线端子相连。

所述一号感温元件由热电偶构成，该热电偶的两根偶丝分别通过焊点与两补偿线连接，该两补偿线与手柄内的导线连接。

所述三号感温元件由热电偶构成，该热电偶的两根偶丝分别通过焊点与两补偿线连接，该两补偿线与手柄内的导线连接。

所述电热元件由电热丝构成，该电热丝缠绕在内套管的外壁上。

所述二号感温元件由热电偶构成，该热电偶的两根偶丝分别通过焊点与两补偿线连接，该两补偿线与手柄内的导线连接。

使用时，将水分传感器的一号探针、二号探针和三号探针水平或者垂直插入待测土壤中，通过采集控制器在某一时刻，给二号探针一热脉冲信号，这时热脉冲信号以二号探针为轴，以同心圆的形式向周围传输热量。通过测量一号和三号探针的温度变化，结合二号探针发射脉冲的准确时间，确定一号和三号探针温度到达最大时需要的时间，通过已经建立的土壤含水量和时间公式计算实际土壤含水量。

附图说明

图1是本实用新型的组成结构示意图。

图2是本实用新型一实施例的结构示意图。

图3是本实用新型的使用状态示意图。

具体实施方式

图中标号

1一号探针      2二号探针      3三号探针

4手柄          5接线端子      6采集控制器

7插口          8导线          9导线

10细管         11热电偶       12偶丝      13偶丝

14焊点         15焊点         16补偿线    17补偿线

18耐高温绝缘胶     19耐高温绝缘胶         20内套管

21热电偶       22偶丝         23偶丝

24焊点         25焊点         26补偿线    27补偿线

28耐高温绝缘胶     29耐高温绝缘胶

30细管         31热电偶       32偶丝      33偶丝

34焊点         35焊点         36补偿线    37补偿线

38耐高温绝缘胶     39耐高温绝缘胶         40外套管

41焊点         42焊点         43电热丝    44电源线

45电源线       46导线         47导线      48土壤