[实用新型]一种土壤湿度传感器

说明书

本实用新型涉及传感器技术领域，具体为一种土壤湿度传感器，包括可拆卸的圆柱形壳体、所述壳体包括相互扣接的壳体上部和壳体下部，所述壳体上部设有高频振荡电路、放大电路、A/D转换电路、处理器和电源电路、USB数据插头以及可拆卸的插头盖，所述插头盖与壳体上部间采用螺纹连接，所述壳体下部内固定安装有电池组和可伸缩的传感器探针，所述传感器探针顶部设有可替换的圆锥形穿刺部；所述电源电路为处理器、A\D转换电路、放大电路和高频振荡电路供电，所述高频振荡电路连接传感器探针，其采集的电流信号依次经放大电路、A\D转换电路传输至处理器。

技术领域

本实用新型涉及传感器技术领域，尤其涉及一种土壤湿度传感器。

背景技术

随着现代农业和智能灌溉系统的发展，土壤水分的检测控制要求不断提高，土壤湿度传感器是土壤水分检测中最常应用的检测设备。目前的土壤湿度传感器主要利用频域反射法、时域反射法或驻波法测量土壤的含水量，其中频域反射法因其技术简便安全、测量快速准确等特点应用最为普遍。

采用频域反射法的土壤湿度传感器，是利用不同含水量的土壤其介电常数的特性，通过探针检测土壤的电阻或电容，传感器高频振荡检测电路的振荡频率因探针检测的电阻值或电容值不同而改变，从而根据振荡频率换算得知土壤的含水量。传统电容式的土壤湿度传感器为例，主要包括作为电容电极的探针、高频振荡电路、放大电路、A/D转换电路、处理器和电源电路，探针、高频振荡电路、放大电路、A/D转换电路和处理器依次连接，电源电路为传感器各部分电路提供工作电压；根据测量应用环境的不同，探针通常设计为为两根、并行排列的三根、或星状排列的四根，探针数量和排列不同其形成的电容也不同。工作时，土壤湿度传感器的探针插入土壤中，土壤充当探针之间的电介质，从而由探针和土壤构成可变电容；土壤水分的改变会使探针之间的介质常数发生变化，使得探针和土壤构成的可变电容的容值改变，进而高频震荡电路受到可变电容的影响，其振荡频率相应地改变；高频震荡电路的频率信号由放大电路进行放大，然后经A/D转换电路将放大的频率信号转换为能够被处理器采集的数字信号，由处理器对该数字信号进行处理输出检测结果，这样就通过测量频率信号的变化间接测量到了土壤水分的含量。

但是，目前市场上采用频域反射法的土壤湿度传感器，其每根探针都是单级的，这样容易出现几个问题：1）由于一根探针整体作为一个电极，在对土壤进行灌溉时，灌溉水一旦进入土壤一定深度接达到探针的上层检测范围时，就会造成土壤湿度传感器输出检测信号的明显变化，甚至检测值已达到土壤理想湿度值，而此时深层土壤还并未获得水分灌溉，土壤整体上并不一定达到了理想湿度；2）用户无法使用一只传感器了解土壤不同深度层次的含水量情况。这些问题使得现有土壤湿度传感器的应用受到了一定的限制，例如在刚进行灌溉后土壤湿度测量不准确，测量土壤不同层次的含水量需要多支土壤湿度传感器以及多个传感器接口等。

实用新型内容

针对前述的技术问题，本实用新型的目的在于提供一种土壤湿度传感器。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种土壤湿度传感器，其特征在于：包括可拆卸的圆柱形壳体、所述壳体包括相互扣接的壳体上部和壳体下部，所述壳体上部设有高频振荡电路、放大电路、A/D转换电路、处理器和电源电路、USB数据插头以及可拆卸的插头盖，所述插头盖与壳体上部间采用螺纹连接，所述壳体下部内固定安装有电池组和可伸缩的传感器探针，所述传感器探针顶部设有可替换和旋转的圆锥形穿刺部，所述圆锥形穿刺部包括锥形的锥尖和设于锥尖尾部的支撑头，所述锥尖外表面设有螺旋形的凹槽，所述支撑头插入所述探针底部，所述探针底部设有容纳支撑头的容纳腔，容纳腔底部设有滚珠；所述电源电路为处理器、A\D转换电路、放大电路和高频振荡电路供电，所述高频振荡电路连接传感器探针，其采集的电流信号依次经放大电路、A\D转换电路传输至处理器。