[发明专利]水分传感器及表层土壤参数采集装置

摘要

本发明公开了一种水分传感器及表层土壤参数采集装置，涉及土壤信息采集技术领域，特别涉及一种所述水分传感器包括：两个片状的电极和两个信号线，所述两个信号线与所述两个电极一一对应连接，所述两个电极为平行设置。本发明通过对水分传感器的结构设置，实现了采集与大气直接接触的表层土壤的含水率，能够有效为田间土壤表面蒸发作用和水土保持提供数字化信息。

主权项

1.一种表层土壤参数采集装置，其特征在于，所述装置包括：绝缘固定板、水分传感器和数据采集盒，所述水分传感器包括两个片状的电极和两个信号线，所述两个信号线与两个电极一一对应连接，所述两个电极为平行设置，且对应的信号线和电极呈垂直设置，所述水分传感器的两个电极敷设于所述绝缘固定板的下表面，所述绝缘固定板上设有若干通孔，所述水分传感器的两个电极通过所述绝缘固定板上的两个通孔与所述水分传感器的两个信号线连接，所述数据采集盒内设有相互连接的信号调理单元和微控制器，所述信号调理单元与所述水分传感器连接；所述信号调理单元向所述水分传感器的两个信号线发送高频调制波，再接收由所述水分传感器的两个电极所获得的与表层土壤含水率相关的第一感应信号，所述信号调理单元将所述第一感应信号进行调理，以获得第一标准电信号，由所述微控制器对所述第一标准电信号进行处理，以获得表层土壤含水率；所述信号调理单元包括：高频信号源、调制电路、检波电路、低通滤波电路和运放电路，所述水分传感器与所述调制电路和所述检波电路分别连接，所述检波电路与所述低通滤波电路连接，所述高频信号源与所述调制电路连接，所述低通滤波电路和运放电路连接，所述运放电路与所述微控制器连接；所述高频信号源产生高频信号，由所述调制电路进行调制，以产生所述高频调制波，所述检波电路接收所述第一感应信号，并对所述感应信号进行检波，以获得表层土壤含水率信息，所述表层土壤含水率信息由所述低通滤波电路进行滤波处理，再由所述运放电路进行放大处理后，以获得所述第一标准电信号；所述装置还包括：支撑杆，所述支撑杆穿过且固定所述数据采集盒，所述数据采集盒上表面设有位移传感器，所述支撑杆的下端设有压力传感器，所述压力传感器通过垫片设于所述绝缘固定板上，所述压力传感器和位移传感器分别与所述低通滤波电路连接；所述压力传感器获得与表层土壤压紧阻力对应的第二感应信号，所述位移传感器获得与下压位移对应的第三感应信号，所述第二感应信号和第三感应信号分别由所述低通滤波电路进行滤波，再由所述运放电路进行放大处理后，获得第二标准电信号和第三标准电信号，由所述微控制器对所述第二标准电信号和第三标准电信号进行处理，以获得所述表层土壤压紧阻力和下压位移，并通过所述表层土壤压紧阻力和下压位移计算获得表层土壤紧实度。