智能土壤墒情仪的制作方法

1.本实用新型涉及土壤墒情检测技术领域，尤其涉及一种智能土壤墒情仪。


背景技术：

2.土壤墒情仪是一款以介电常数原理为基础的传感器，其能针对不同土层的土壤水分含量和土壤温度进行动态观测，为及时制定抗旱减灾对策提供科学依据。
3.现有的土壤墒情仪大多采用分层设点的观测结构，地面配置一个温度观测点，地下土壤每隔10cm配置一个土壤温湿度观测点，观测相对应范围内的土壤温湿度。例如，公告号为cn213986468u的实用新型专利公开了此类土壤墒情仪，该土壤墒情仪的工作腔的中段和另一端之间依次固定连接有五个采集模块，对不同深度的土壤进行实时检测。
4.上述现有的土壤墒情仪为实现不同深度的土壤墒情检测，设置多个采集模块，对应不同深度的土壤区域，这样的设计一方面增加了产品的成本，另一方面也限制了可测的土壤深度。


技术实现要素：

5.为解决现有技术存在的不足，本实用新型提出一种智能土壤墒情仪，其无需设置多个采集模块也能实现不同深度的土壤墒情检测，降低了产品成本，且扩大了可测的土壤深度。
6.为实现上述目的，本实用新型的智能土壤墒情仪，包括头部、测量主体、破碎锤，测量主体的上端连接头部，测量主体的下端连接破碎锤，测量主体包括外壳，以及设置在外壳内的电机、丝杆、导向杆、滑块，丝杆和导向杆沿外壳的纵向延伸，电机驱动丝杆旋转，滑块安装在丝杆上，且能沿导向杆上下移动，滑块上安装电路板、频域反射式传感器，用于检测不同深度的土壤含水量和温度。
7.在一个实施方式中，丝杆设置在外壳的中心，导向杆具有两个，两个导向杆分别设置在丝杆的两侧。
8.在一个实施方式中，两个导向杆的至少其中一个的上端和下端安装限位开关，用于限定滑块的运动行程。
9.在一个实施方式中，外壳内还具有顶部固定块和底部固定块，导向杆的上端和下端分别通过顶部固定块和底部固定块固定连接至外壳。
10.在一个实施方式中，滑块的顶部和底部分别安装轴套，轴套与丝杆通过螺纹配合连接。
11.在一个实施方式中，滑块的两侧分别开设配合孔，导向杆穿过配合孔。
12.在一个实施方式中，头部的顶端安装太阳能板和天线，头部内设置控制板和电池，太阳能板、天线、电池与控制板电连接。
13.在一个实施方式中，控制板与测量主体内的电路板电连接。
14.有益效果：
15.本实用新型的智能土壤墒情仪将频域反射式传感器设置成可上下移动，实现了仅采用一个频域反射式传感器就能检测不同深度土壤的墒情。与现有技术相比，一方面，大大减少了传感器的使用数量，有效降低了产品制造成本；另一方面，扩大了可测的土壤深度范围，土壤深度范围不再受到传感器数量的限制，对于本实用新型的智能土壤墒情仪而言，只需将测量主体的长度延长，使得传感器有足够的运动行程，即能对更深土层进行墒情检测，因此可测的深度范围得到扩展。
附图说明
16.下面结合附图对本实用新型作进一步描写和阐述。
17.图1是本实用新型首选实施方式的智能土壤墒情仪的立体示意图。
18.图2是图1中智能土壤墒情仪的俯视图。
19.图3是沿图2中a-a的剖视图。
20.图4是沿图2中b-b的剖视图。
21.附图标记：
22.100、智能土壤墒情仪；1、头部；2、测量主体；3、破碎锤；4、轴套；5、限位开关；6、电路板；7、频域反射式传感器；8、太阳能板；9、天线；10、显示屏；11、控制板；12、电池；20、外壳；21、电机；22、丝杆；23、导向杆；24、滑块；31、顶部固定块；32、底部固定块。
具体实施方式
23.下面将结合附图、通过对本实用新型的优选实施方式的描述，更加清楚、完整地阐述本实用新型的技术方案。
24.本实用新型提出一种智能土壤墒情仪，包括头部、测量主体、破碎锤，测量主体的上端连接头部，测量主体的下端连接破碎锤，测量主体包括外壳，以及设置在外壳内的电机、丝杆、导向杆、滑块，丝杆和导向杆沿外壳的纵向延伸，电机驱动丝杆旋转，滑块安装在丝杆上，且能沿导向杆上下移动，滑块上安装电路板、频域反射式传感器，用于检测不同深度的土壤含水量和温度。
25.上述本实用新型的智能土壤墒情仪将频域反射式传感器设置成可上下移动，从而实现对不同深度的土壤墒情监测，该设计方案无需设置多个传感器，既降低了产品制造成本，也扩大了可测的土壤深度范围。
26.如图1和图2所示的优选实施方式，智能土壤墒情仪100包括头部1、测量主体2、破碎锤3，测量主体2的上端连接头部1，测量主体2的下端连接破碎锤3。优选地，测量主体2采用塑料制成，从而不影响频域反射式传感器发射电磁波；破碎锤3采用金属材质制成，以便于在用户向下施加压力时插入到土壤中。
27.如图3和图4所示，测量主体2包括外壳20，以及设置在外壳20内的电机21、丝杆22、导向杆23、滑块24。测量主体2为长筒型，丝杆22和导向杆23沿外壳20的纵向延伸。电机21安装在测量主体2的顶部，电机21的输出轴连接丝杆22的上端，用于驱动丝杆22旋转。优选地，丝杆22设置在外壳20的中心，导向杆23具有两个，分别设置在丝杆22的两侧。进一步地，外壳20内还具有顶部固定块31和底部固定块32，导向杆23的上端通过顶部固定块31固定连接至外壳20上，导向杆23和丝杆22的下端通过底部固定块32固定连接至外壳20上。
28.滑块24安装在丝杆22上，且能沿导向杆23上下移动。具体地，滑块24的顶部和底部分别安装轴套4，轴套4与丝杆22通过螺纹配合连接，因此，当丝杆22旋转时，轴套4和滑块24可以上下移动。进一步地，滑块24的两侧分别开设配合孔(图未示)，用于与导向杆23配合，两个导向杆23分别穿过两侧的配合孔，使得滑块24上下移动时，能在导向杆23的引导下上下移动。
29.进一步地，两个导向杆23的至少其中一个的上端和下端安装限位开关5，用于限定滑块24的运动行程。在本实施方式中，其中一个导向杆23上设置限位开关5，本领域技术人员能够想到，也可以在两个导向杆上均设置限位开关。
30.滑块24上安装电路板6和频域反射式传感器7，频域反射式传感器7安装在电路板6上，用于检测不同深度的土壤含水量和温度。频域反射式传感器(fdr传感器)根据发出的电磁波在不同介质电常数物质中反馈电磁波的不同，计算出土壤的含水量。
31.本实用新型的频域反射式传感器7采用市售的现有频域反射式传感器。
32.在本实用新型中，由于将频域反射式传感器7安装在滑块24上，因此，频域反射式传感器7可以上下移动，从而实现对不同深度的土壤进行墒情检测。用户可以操作智能土壤墒情仪100上的开关，启动电机21，通过丝杆22和滑块24带动频域反射式传感器7上下移动，待移动至所需检测的土壤深度时，停止电机运行，对该深度的土壤进行检测。基于这样的设计方案，用户可以方便地将频域反射式传感器7移动至任意所需的深度，从而实现了对不同深度的土壤墒情检测。
33.进一步地，智能土壤墒情仪100的头部1的顶端安装太阳能板8、天线9以及显示屏10，头部1内设置控制板11和电池12，太阳能板8、天线9、显示屏10、电池12与控制板11电连接，同时，控制板11与测量主体2内的电路板6电连接。太阳能板8将太阳能转化为电能，并存储至电池11中，用于向控制板11和电路板6提供电能。控制板11上安装微处理器，用于控制电机21的运行及滑块24运动的深度计算。显示屏10用于显示频域反射式传感器7所处的深度位置，以及墒情检测的结果。控制板11上还安装无线通讯模块，将土壤墒情检测结果传输至手机端或者云控制平台，实现智能化控制。
34.上述具体实施方式仅仅对本实用新型的优选实施方式进行描述，而并非对本实用新型的保护范围进行限定。在不脱离本实用新型设计构思和精神范畴的前提下，本领域的普通技术人员根据本实用新型所提供的文字描述、附图对本实用新型的技术方案所作出的各种变形、替代和改进，均应属于本实用新型的保护范畴。本实用新型的保护范围由权利要求确定。

技术特征：
1.智能土壤墒情仪，包括头部、测量主体、破碎锤，所述测量主体的上端连接所述头部，所述测量主体的下端连接所述破碎锤，其特征在于，所述测量主体包括外壳，以及设置在所述外壳内的电机、丝杆、导向杆、滑块，所述丝杆和导向杆沿所述外壳的纵向延伸，所述电机驱动所述丝杆旋转，所述滑块安装在所述丝杆上，且能沿所述导向杆上下移动，所述滑块上安装电路板、频域反射式传感器，用于检测不同深度的土壤含水量和温度。2.根据权利要求1所述的智能土壤墒情仪，其特征在于，所述丝杆设置在所述外壳的中心，所述导向杆具有两个，两个所述导向杆分别设置在所述丝杆的两侧。3.根据权利要求2所述的智能土壤墒情仪，其特征在于，两个所述导向杆的至少其中一个的上端和下端安装限位开关，用于限定所述滑块的运动行程。4.根据权利要求3所述的智能土壤墒情仪，其特征在于，所述外壳内还具有顶部固定块和底部固定块，所述导向杆的上端和下端分别通过所述顶部固定块和底部固定块固定连接至所述外壳。5.根据权利要求3所述的智能土壤墒情仪，其特征在于，所述滑块的顶部和底部分别安装轴套，所述轴套与所述丝杆通过螺纹配合连接。6.根据权利要求5所述的智能土壤墒情仪，其特征在于，所述滑块的两侧分别开设配合孔，所述导向杆穿过所述配合孔。7.根据权利要求1所述的智能土壤墒情仪，其特征在于，所述头部的顶端安装太阳能板和天线，所述头部内设置控制板和电池，所述太阳能板、天线、电池与所述控制板电连接。8.根据权利要求7所述的智能土壤墒情仪，其特征在于，所述控制板与所述测量主体内的电路板电连接。

技术总结
本实用新型公开一种智能土壤墒情仪，其包括头部、测量主体、破碎锤，测量主体的上端连接头部，测量主体的下端连接破碎锤，测量主体包括外壳，以及设置在外壳内的电机、丝杆、导向杆、滑块，丝杆和导向杆沿外壳的纵向延伸，电机驱动丝杆旋转，滑块安装在丝杆上，且能沿导向杆上下移动，滑块上安装电路板、频域反射式传感器，用于检测不同深度的土壤含水量和温度。该智能土壤墒情仪仅采用一个传感器即能实现不同深度的土壤墒情检测，产品制造成本低，且可检测的深度范围可扩展。可检测的深度范围可扩展。可检测的深度范围可扩展。


技术研发人员：颜爱忠 宋成法 刘洪全 张林
受保护的技术使用者：中苏科技股份有限公司
技术研发日：2023.03.27
技术公布日：2023/8/13