[实用新型]一种新型土壤水势温度传感器

说明书

技术领域：

   本实用新型涉及一种土壤测量仪器，特别是一种土壤水势温度传感器。

背景技术

稳定可靠的水势温度测量传感器，可以精确地监测土壤中水分运移情况，广泛应用于SPAC系统、田间土壤水分特征曲线、水土侵蚀及保持、土力学特性研究等领域。

新型的水势温度测量传感器利用摩尔热容原理，采用特殊设计的陶瓷平衡系统，有助于迅速平衡，设备的热容主要由系统中的水汽含量决定，而水汽势在平衡系统中等同于土壤水势，通过测量加热前后的热容量变化，我们可以得到土壤的水势大小。

在农业生产中经常需要同时测定土壤的水势和温度，通常我们采用一个土壤温度测量仪来测量温度和一个土壤水势测量仪来测量水势，在田间测量时，需要携带两个测量仪器，非常不方便，在测量时也会有一定的麻烦。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种能同时测量土壤水势和土壤温度的土壤水势温度传感器。

本实用新型提供一种新型土壤水势温度传感器，所述土壤水势温度传感器包括传感头和处理器，传感头与处理器之间通过信号传输线连接，其中处理器包括温度测量电路、单片机、数字输出电路、电源稳压电路，所述电源稳压电路分别与温度测量电路、单片机、数字输出电路连接，所述温度测量电路和数字输出电路与单片机连接；

进一步地，所述传感头为温度传感器；

进一步地，所述温度传感器为热敏电阻；

进一步地，所述温度传感器通过信号传输线连接至所述温度测量电路；

进一步地，所述单片机包括模数转换单元和模型运算单元，温度信号经过单片机中的模数转换单元转换为数字信号经数字输出电路输出，模型运算单元根据温度与水势之间的关系将温度的数字信号转换为水势之后再经数字输出电路输出；

进一步地，所述数字输出电路采用SDI-12标准协议输出，并通过电缆将测量信号输至计算机中；

进一步地，所述单片机的型号为MPS430；

进一步地，所述电源稳压电路提供的电压供电范围7-14VDC。

本实用新型的有益效果是通过在传感器上设置温度探头，可以同时测量水势和温度，携带方便；水势测量范围广，安装简易，免维护，高精度，测量无滞后，测量值不受酸碱和盐份的影响，可以用于极端的气候环境，冰冻条件下亦可测量，体积小巧玲珑，更适合小型测量环境，具有长期的高稳定性（可适用于介质PH值范围1——11）。

附图说明：

图1为本实用新型的外形结构示意图；

图2为本实用新型的内部电路结构示意图。

具体实施方式：

    以下内容将结合说明书附图对本实用新型的具体实施方式作详细说明。

    参见图1，为本实用新型的外形结构示意图，其中所述土壤水势温度传感器包括传感头（器）和处理器，传感器与处理器之间通过PCB的信号传输线连接；其中传感器类型为热敏电阻温度传感器。

    参见图2，为本实用新型的处理器中的电路结构示意图，其中处理器包括温度测量电路、单片机、数字输出电路、电源稳压电路，其中单片机包括模数转换单元和模型运算单元；温度测量电路与温度传感器连接，通过PCB上的信号传输线将温度传感器测量的温度信号传输至温度测量电路中，在本实用新型中温度传感器可采用热敏电阻；所述单片机的型号为MPS430。

所述温度测量电路将温度信号传送到单片机中，数字输出电路连接该单片机，温度信号经过单片机中的模数转换单元转换为数字信号经数字输出电路输出，模型运算单元根据温度与水势之间的关系将温度的数字信号转换为水势之后，再经数字输出电路输出。数字输出电路是采用SDI-12标准协议输出，并通过电缆将测量信号输至计算机中。

温度变化引起土壤水势的变化量称之为水势的温度系数，温度变化与水势之间的关系可以用指数函数来拟合，具体的指数根据测量的经验曲线来率定。

    电源稳压电路分别与温度测量电路、单片机及数字输出电路连接，其中提

供的电压供电范围7-14VDC。

本实用新型的水势测量范围：0~6300hPa，水势测量精度：5hPa；温度测量

范围：－40 ~ ＋80℃，温度测量精度：±0.05℃。

本实用新型的有益效果是通过在测量仪器上设置温度探头，可以同时测量水势和温度，携带方便；水势测量范围广，安装简易，免维护，高精度，测量无滞后，测量值不受酸碱和盐份的影响，可以用于极端的气候环境，冰冻条件下亦可测量，体积小巧玲珑，更适合小型测量环境，具有长期的高稳定性（可适用于介质PH值范围1——11）。