[实用新型]一种花盆用土壤湿度传感器及花盆

说明书

技术领域

本实用新型属于检测技术领域，具体是涉及一种花盆用的土壤湿度传感器以及花盆。

背景技术

花盆养殖花卉已经成为办公室、家庭的一个重要组成部分，随着物质生活水平的不断提高和信息化产品的普及，电子花盆、自动浇水花盆、智能花盆等产品不断涌现。然而作为植物生长的最基本要素之一的土壤水分测量已经成为智能花盆设计的重中之重，特别是低成本土壤湿度传感器在花盆设计中起到了的关键作用。

土壤湿度传感器是上个世纪七、八十年代国内外迅速发展起来的一项农业高科技产品，由于其结构复杂、成本高昂，大多局限在农业科研及试验室应用场合。土壤水分的测量方法很多，如烘焙称重、传感器测量、红外光谱分析等，使用传感器测量相对简单，然而作为一个消费电子产品的智能花盆来说，任何体积庞大、成本高企、消耗电力的方法都不可使。随着今天物联网技术的发展，利用电子信息技术，设计制造一种低成本的土壤湿度传感器，完全可以实现对花盆土壤水分进行测控，这也是本申请的发明初衷。

以往的土壤湿度传感器产品主要是电导型和介电型，电导型分为电子导电型和离子导电型二种。电子导电型是通过水分子将导电体粉末吸湿后发生膨胀或收缩，改变其电阻进行测量。离子型是采用高分子湿敏材料，在水分子作用下，离子间相互作用减弱，迁移率增加，水分子电离后载体也增加，膜电导也随之变化，从而进行测量。但是土壤的复杂性是电导法难以界定的，因为土壤是非均质、多相、分散、颗粒化、多孔系统，土壤湿度测量必须考虑土壤容重、质地、结构、化学组成、含盐量等基本的物理、化学特性及变化规律，这就使得电导法不能正确地反映真正的土壤湿度。介电型是采用高频电磁振荡原理，电容器极板作为探头插入土壤进行测量，利用土壤含水率不同时，其极板间的等效介电是土壤含水量的线性函数，但此类传感器易受电极形状、电极间隔等因素影响，使用前需要标定。此类土壤湿度传感器价格不菲，且尺寸较大，任然难以置入一个小小花盆。不过土壤湿度传感器测量速度较快，适合田间、地头的现场测试。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种花盆用土壤湿度传感器，不易受到土壤无机盐导电率的影响，成本低廉，基本满足消费电子类产品的土壤湿度要求。

本实用新型是通过以下的技术方案来实现的。

提供一种花盆用土壤湿度传感器，属于介电型土壤传感器的一种，探头包括一对电极、以及具有屏蔽电磁的基板，电极采用特定形状的不锈钢凸点电极，巧妙地固定在花盆的内壁，具体是基板固定在花盆的内侧壁，电极固定在基板的内侧面上。

所述两个电极为条状的凸点电极，相互平行垂直或横向固定在基板上。在一定的电磁振荡频率下，形成特定方向的平板介质电容器电场，电场切割部分土壤，当土壤湿度不同时，振荡频率做相应的衰减变化，其电学特性可以用一个阻容网络模拟出来，再利用标准土壤湿度仪器校验，相对标定花盆的土壤湿度。

参考图1所示，优选的，所述基板为PCB板，阻止电极产生的电磁射向花盆外。进一步的，所述的电极及基板上覆盖有防水绝缘层。

进一步的，土壤湿度传感器还包括电路部分，一种选择是所述电路部分为一负反馈运算放大器，所述探头与电路部分连接，输入端连接探头上，输出端连接在电路部分。以电极作为两极组成一电容器Cx，与电阻Rx串联，其一端与输入端连接，另一端与负反馈运算放大器连接。

提供的另一种选择是所述电路部分包括一时基电路，时基电路的至少两个接口连接两个电极，另两个接口连接输入端与输出端。

本实用新月型的技术效果是，传感器成本低廉具有很好的使用价值，不易受到土壤无机盐导电率的影响；探头体积小适应性强；所测量的土壤湿度精确度高，电路工作稳定。

附图说明

图1是实施例中的花盆与土壤湿度传感器探头的结构原理图。

图2是实施例中的土壤湿度传感器的探头的正面结构视图。

图3是实施例中的土壤湿度传感器的探头的侧面结构视图。

图4是实施例中的土壤湿度传感器的电路部分一种结构原理图。

图5是实施例中的土壤湿度传感器的电路部分另一种结构原理图。

图6是实施例中的土壤湿度传感器中的电容器Cx充放电原理视图。

具体实施方式

以下通过附图与具体实施例对本实用新型的技术方案作详细说明。