一种抗盐型PCB式土壤水分传感器测量系统的制作方法

一种抗盐型pcb式土壤水分传感器测量系统
技术领域
1.本实用新型涉土壤水分传感器技术领域，具体为一种抗盐型pcb式土壤水分传感器测量系统。


背景技术：

2.土壤水作为土壤农田生态系统的重要组成部分，一方面影响着土壤的物理特性，对土壤中物质的运移起到促进作用，另一方面在促进作物生长、维持自然生态系统稳定方面起着重要作用。此外，土壤的分裂、膨胀、收缩等特性与土壤含水量有密切关系。因此，土壤含水量的准确测定对土壤理化特性具有重要意义，此时可以借助土壤水分传感器对土壤含水量进行检测。
3.现有的土壤水分传感器通常使用传统的探针式tdr传感器，该传感器探针长度较长，在插入土壤过程中容易造成钢针的偏折和挤压，从而导致测量误差变大，同时土壤中的盐分对于土壤含水率的测量具有很大影响，其次数据存储时间较短，为此，我们提出一种抗盐型pcb式土壤水分传感器测量系统。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种抗盐型pcb式土壤水分传感器测量系统，以解决上述背景技术中提出由于现有的土壤水分传感器通常使用传统的探针式tdr传感器，该传感器探针长度较长，在插入土壤过程中容易造成钢针的偏折和挤压，从而导致测量误差变大，同时土壤中的盐分对于土壤含水率的测量具有很大影响，其次数据存储时间较短的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种抗盐型pcb式土壤水分传感器测量系统，包括：
6.数据采集处理电路，所述数据采集处理电路的右侧中部连接有数据传输线，所述数据传输线的另一端连接有传感器主板，所述传感器主板的下方安装有探头电路，数据采集处理电路的下方设置有电源电路；
7.flash存储器，其安装在所述数据采集处理电路的内部；
8.pcb，其安装在所述探头电路的下方中部；
9.敷铜式探针，其固定在所述 pcb的外表面；
10.入土件，其设置在所述pcb底端。
11.优选的，所述flash存储器与数据采集处理电路固定连接，且flash存储器的结构设置为矩形结构。
12.优选的，所述传感器主板通过探头电路与敷铜式探针电性连接，且敷铜式探针设置有三个。
13.优选的，所述敷铜式探针关于pcb的中心点等距离分布，且敷铜式探针与pcb粘合连接，并且敷铜式探针的长设置为20cm，宽度为4mm。
14.优选的，所述pcb与入土件之间构成一体式焊接结构，且入土件的结构设置为圆锥形结构。
15.优选的，所述传感器主板还设有：
16.探头保护外壳，其安置在所述传感器主板的外部，所述探头保护外壳的上内壁开设有方设置有安装槽，所述安装槽的内部连接有限位凸块，所述限位凸块的上方固定有上盖板。
17.优选的，所述探头保护外壳通过安装槽和限位凸块与上盖板之间构成可拆卸结构，且安装槽与限位凸块的外形结构相吻合。
18.与现有技术相比，本实用新型提供了一种抗盐型pcb式土壤水分传感器测量系统，具备以下有益效果：
19.1.本实用新型通过设置后的flash存储器能够延长数据采集处理电路中接受的数据，使收集数据能够存储至少一周的数据值，系统可以根据需要进行存储容量的扩展；
20.2.本实用新型通过设置后的敷铜式探针为铜材质构成，如此能够避免被土壤中的盐分腐蚀，提高敷铜式探针的使用寿命，通过设置后的传感器采用整体pcb制成，力学特性好，受力均匀，对土壤的扰动小、易于安装且造价低，如此将敷铜式探针敷设在pcb上，能够有效防止敷铜式探针插入时的变形，使得敷铜式探针与土壤的接触更加贴合，提高了测量的精度；
21.3.本实用新型通过设置后的入土件能够自身结构特点，方便快速插入，从而便于对土壤进行测量，提高实用性，通过设置后的探头保护外壳能够通过安装槽与上盖板的限位凸块相适配，从而便于拆卸，如此能够对探头保护外壳内部元件进行更换，提高该装置整体使用寿命，便于检修。
附图说明
22.图1为本实用新型立体结构示意图；
23.图2为本实用新型敷铜式探针俯视结构示意图；
24.图3为本实用新型探头保护外壳内部结构示意图；
25.图4为本实用新型图3中a处局部放大结构示意图。
26.图中：1、数据采集处理电路；2、数据传输线；3、探头保护外壳；4、探头电路；5、敷铜式探针；6、pcb；7、电源电路；8、入土件；9、flash存储器；10、传感器主板；11、安装槽；12、限位凸块；13、上盖板。
具体实施方式
27.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
28.请参阅图1
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3，一种抗盐型pcb式土壤水分传感器测量系统，包括数据采集处理电路1，数据采集处理电路1的右侧中部连接有数据传输线2，数据传输线2的另一端连接有传感器主板10，传感器主板10的下方安装有探头电路4，数据采集处理电路1的下方设置有电
源电路7；flash存储器9与数据采集处理电路1固定连接，且flash存储器9的结构设置为矩形结构，通过设置后的flash存储器9能够延长数据采集处理电路1中接受的数据，使收集数据能够存储至少一周的数据值，系统可以根据需要进行存储容量的扩展；flash存储器9，其安装在数据采集处理电路1的内部；传感器主板10通过探头电路4与敷铜式探针5电性连接，且敷铜式探针5设置有三个，通过设置后的敷铜式探针5为铜材质构成，如此能够避免被土壤中的盐分腐蚀，提高敷铜式探针5的使用寿命；pcb6，其安装在探头电路4的下方中部；敷铜式探针5，其固定在pcb6的外表面；敷铜式探针5关于 pcb6的中心点等距离分布，且敷铜式探针5与pcb6粘合连接，并且敷铜式探针5的长设置为20cm，宽度为4mm，通过设置后的传感器采用整体pcb6制成，力学特性好，受力均匀，对土壤的扰动小、易于安装且造价低，如此将敷铜式探针5敷设在pcb6上，能够有效防止敷铜式探针5插入时的变形，使得敷铜式探针5与土壤的接触更加贴合，提高了测量的精度；入土件8，其设置在pcb6底端；pcb6与入土件8之间构成一体式焊接结构，且入土件8的结构设置为圆锥形结构，通过设置后的入土件8能够自身结构特点，方便快速插入，从而便于对土壤进行测量，提高实用性。
29.请参阅图3
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4，一种抗盐型pcb式土壤水分传感器测量系统，包括探头保护外壳3，其安置在传感器主板10的外部，探头保护外壳3的上内壁开设有方设置有安装槽11，安装槽11的内部连接有限位凸块12，限位凸块12的上方固定有上盖板13；探头保护外壳3通过安装槽11和限位凸块12与上盖板13之间构成可拆卸结构，且安装槽11与限位凸块12的外形结构相吻合，通过设置后的探头保护外壳3能够通过安装槽11与上盖板13的限位凸块12相适配，从而便于拆卸，如此能够对探头保护外壳3内部元件进行更换，提高该装置整体使用寿命，便于检修。
30.工作原理：该抗盐型pcb式土壤水分传感器测量系统在使用时，首先将敷铜式探针5通过pcb6的配合下插入待测土壤中，此时入土件8能够自身结构特点，方便快速插入，从而便于对土壤进行测量，敷铜式探针5改变了以往钢针式的探头和其他针状探头，利用敷铜作为其探针铺在pcb6表面，如此在测量的过程中能够有效避免钢针式探头插入土壤时所发生的探针偏移、弯曲，能够提高测量的准确性，其次将电源电路7开启，电源电路7包含系统稳压源，系统稳压源为整个电路提供电源，随后探头电路4产生电磁波信号，信号接收系统接收信号，同时数字信号处理器进行信号采集，当信号传输到敷铜式探针5接触土壤的交界点时会反射一部分信号，此时信号接收系统会收到一个反射信号，当信号传输到敷铜式探针5末端时信号会发生全反射，信号接收系统又会收到一个信号，此时数字信号处理器将采集到的信息转化为数字信号，此时电磁波信号沿着敷铜式探针5传播后反射回来，并通过傅里叶变换将频域转换到时域，此时两个反射信号的时间差，正好是在敷铜式探针5上所传输时间的两倍，通过时间差得到介电常数，从而计算出土壤含水率，随后传感器主板10将敷铜式探针5反射回来的信息通过数据传输线2传输至数据采集处理电路1内，其数据采集处理电路1包含数据采集处理和计算电路有计算机接口和基于无线的数据传输功能，数据采集处理电路1将处理和采集的数据送入计算机，进行进一步分析和运算，同时数据采集处理电路1安装有flash存储器9，能存储至少一周的数据值，系统可以根据需要进行存储容量的扩展，其次配合数据处理之后，能够精确地测出土壤浸润线的深度，对现代农业的发展具有重要意义，同时，本传感器具有一定的耐盐能力，适用性广且造价低于市面上tdr传感器，经济适用性强，传感器采用整体pcb6制成，力学特性好，受力均匀，对土壤的扰动小、易于安装且
造价低，最后探头保护外壳3能够对传感器主板10进行保护，提高防护性能，其次探头保护外壳3通过安装槽11与上盖板13的限位凸块12相互卡合连接，从而便于拆卸，能够对探头保护外壳3内部元件进行更换，提高该装置整体使用寿命，便于检修，这就是该抗盐型pcb式土壤水分传感器测量系统的工作原理。
31.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。