[实用新型]一种冻土传感器及传感器壳体

说明书

本实用新型提供了一种冻土传感器及传感器壳体，涉及土壤测量技术领域。冻土传感器包括外插管以及传感器，传感器包括圆柱状基壳，基壳的内部固定安装有检测电路板，传感器还包括柔性电路板，基壳的外周面构成包绕支撑面，柔性电路板的一边与检测电路板电连接，在包绕基壳的包绕支撑面一周后，另一边与柱状基壳固定，构成包绕支撑面的至少部分基壳连接有可带动该部分基壳在径向方向上发生浮动而在基壳插入外插管内后胀紧外插管管壁的胀紧结构。通过胀紧结构可带动该部分基壳沿径向方向发生浮动，当圆柱状基壳插入外插管内后胀紧外插管管壁，保证了柔性电路板能够紧贴外插管的内壁，圆柱状基壳进行径向收缩，从而便于向外插管内插入传感器。

技术领域

本实用新型涉及土壤测量技术领域，具体涉及一种冻土传感器及传感器壳体。

背景技术

在地面气象观测中，正常土壤包括固态土、水以及空气，当土壤中的液态水凝固变成固态冰便形成了冻土，而且并非土壤中所有的液态水全部变成固定冰，随着温度的变化冻土中水的冻结深度会发生变化，因此难以实现对冻土的实时分层检测。

目前我国气象部门对冻土的检测方法基本是采用人工观测，即人工对冻土进行挖坑实现检测，但是在实际应用中存在劳动强度大，观测密度低等问题。如授权公告号为CN202649158U的中国实用新型专利公开了一种插管式土壤水分温度传感器，该传感器为插杆多层式结构，包括管状PVC保护套管，PVC保护套管中自下而上依次插设有防水堵头、传感器本体和防水帽，传感器本体与保护套管的形状、长度相对应，传感器本体侧面沿长度方向设有凹槽，凹槽内设有控制处理单元、频率采集单元及温度采集单元。传感器本体包括八层传感器节点，每个传感器节点由两个铜环电容、半导体温度传感器、频率温度采集电路板和片选电路板组成，两个铜环电容与频率温度采集电路板焊接连接，套装上筒式PVC骨架并固定在凹槽上，凹槽内的扁平线缆与片选电路板和控制处理电路板连接，根据土壤在冻结过程中介电常数的变化，可有效测量不同深度的土壤的水分含量和温度。

但是，由于传感器内通过铜环电容实现检测，存在重量大、成本高的问题,而且在实际运输和装配中，铜环电容易变形，导致最终的形状不是标准圆，影响检测结果的准确性。针对这样的问题，《现代电机技术》2015年1月15日第38卷第2期中名为“基于平面电容的冻土检测传感器”的文献公开了一种土壤水分传感器，整体采用插管式结构，传感器内部主要有电容两极板的布设，检测电路板的布设。电容两极板布设时尽量避开其他金属物，以避免对电容的电场造成干扰；检测电路布设时要尽可能把电路板直接与电容的两极板焊接，不要用导线，以免导线带来寄生电容。

为了更好地保护电容两极板的密封，在布设电极前，选用以聚酰亚胺或聚脂薄膜为基材制成的一种具有高度可靠性，绝佳可挠性的柔性印刷电路板，一般敷设0.02mm左右，电容两极板间隔11mm，电容极板宽度4mm，电容极板长度16cm，每2.5cm设置一对电容极板。把电容布设好后，柔性电路板上留有每个电容两极焊接的焊盘，直接把电容两极与检测电路板焊接，避免了导线的连接。传感器内部布设完成后，固定在PVC材质的内芯上，用橡胶材质填充材料进行填充，卷成圆柱形，然后套上热缩膜，再用热风机轻吹，保证紧缩密封。测量时，将PVC套管通过专用安装工具埋入土壤中，然后将传感器插入PVC套管中即可对土壤冻融状态进行实时检测。在实际装配中，为了保证传感器的检测效果，需要将柔性电路板紧贴插管内壁，但是这样安装太紧，难以将传感器装入插管中，装配难度大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种冻土传感器，以解决传感器在向外插管内插装时装配难度大的问题。同时本实用新型的目的还在于提供一种传感器壳体，以解决传感器在向外插管内插装时装配难度大的问题。

为实现上述目的，本实用新型的冻土传感器的技术方案是：