[发明专利]一种新型的林间土壤重量含水率快速检测系统

权利要求书

1.一种新型的林间土壤重量含水率快速检测系统，其特征在于，所述的检测系统主要包括：土壤采集模块、水分数据收集模块、重量含水率计算模块、水分含量动态监测模块、电源模块；所述的土壤采集模块主要包括土壤取样器、组合传感器、测量土壤容器、施压装置；所述的土壤取样器中内置组合传感器，通过施压装置压力作用使待测土壤进入测量土壤容器，然后通过信号线将组合传感器和测量土壤容器连接到水分数据收集模块，再通过导线将水分数据收集模块与重量含水率计算模块连接，重量含水率计算模块与水分含量动态监测模块通过导线连接，所述的水分含量动态监测模块是指将显示设备与重量含水率计算模块的微处理器相连，通过放大电路显示微处理器输出的土壤重量含水率特征曲线。

2.如权利要求1所述的一种新型的林间土壤重量含水率快速检测系统，其特征在于，所述的优选土壤取样器是利用土壤黏附作用以及管式凹孔结构带出待测土壤，所述的待测土壤在所述的施压装置试压采样过程中通过组合传感器测量质量和温度，所述的组合传感器包括质量传感器和温度传感器，所述的测量土壤容器是一种可以自动打开或关闭的管式容器，管式容器的中间设置有管针式土壤重量含水率探头，所述的管针式土壤重量含水率探头与温度传感器、质量传感器一体化控制，实时传递测量的数值；所述的施压装置主要包括钻杆、定位导管、压力把手，所述的定位导管用于放置在预先钻设形成的孔槽内，用于所述的土壤采集模块埋在钻入土壤中进行定位，所述的压力把手通过外螺纹与所述的钻杆底部设置的内螺纹旋紧固定后，通过旋转压力把手将钻杆钻入土壤。

3.如权利要求1所述的一种新型的林间土壤重量含水率快速检测系统，其特征在于，所述的水分数据收集模块通过信号处理电路与土壤采集模块中的组合传感器连接，并将测得的所述的土壤质量和土壤温度通过信号线发送至所述的重量含水率计算模块，所述的管针式土壤重量含水率探头通过高频信号激励电路将土壤含水量数据传输到水分数据收集模块，所述的水分数据收集模块包括：电平转换单元，用于将所述电源模块的输出电平转换为数据采集模块的工作电平；单片机芯片，用于通过所述信号线接收所述土壤温度；信号调节单元，用于通过所述信号线接收所述土壤含水量和土壤温度；存储单元，用于存储所述土壤质量、土壤含水量和土壤温度。

4.如权利要求3所述的一种新型的林间土壤重量含水率快速检测系统，其特征在于，所述的信号处理电路通过A/D转换单元将所述土壤质量、温度电压信号转化为数字信号。

5.如权利要求1所述的一种新型的林间土壤重量含水率快速检测系统，其特征在于，所述的重量含水率计算模块是通过微处理器根据已建立的土壤含水量与土壤质量、土壤温度之间形成的函数关系快速计算土壤重量含水率，并将实时的结果输出到水分含量动态监测模块显示最终结果，在微处理器中，利用编写的软件，根据所建立的土壤含水量与土壤质量、土壤温度之间函数关系，实时、精确计算出某温度下的土壤重量含水率，所述的函数关系为：ω＝Mw/Ms，其中，ω(％)为土壤的质量重量含水率，Mw(g)为土壤中的水分质量，Ms(g)为所取样品的土壤质量。

6.如权利要求1-5所述的一种新型的林间土壤重量含水率快速检测系统，其特征在于，所述的电源模块分别管针式土壤重量含水率探头、温度传感器、质量传感器、显示设备和微处理器相连，为它们提供电源。

7.如权利要求1所述的一种新型的林间土壤重量含水率快速检测系统，其特征在于，所述的电源模块是通过太阳能电池装置提供电源，所述的太阳能电池装置主要包括：太阳能电池板、充放电控制单元、蓄电池、备用电池、外接电源；所述的太阳能电池板用于采集太阳能；所述的充放电控制单元用于将所述太阳能转换为电能；所述的蓄电池用于存储所述电能；所述的备用电池用于当所述的蓄电池供电不足时为所述的检测系统供电。

8.如权利要求1所述的一种新型的林间土壤重量含水率快速检测系统，其特征在于，所述的温度传感器和质量传感器之间设置绝缘层。

如权利要求1所述的一种新型的林间土壤重量含水率快速检测系统，其特征在于，所述的测量土壤容器由陶瓷材料制成。