[发明专利]土壤水势效应器设备及其应用

权利要求书

1.一种设备，包括：

a.壳体，其包括至少一个透水部分；

b.体积变化材料(VCM)，其能够保持水，其中所述VCM响应于水浓度的增加或减少而分别增加或减少其体积，并且其中所述VCM与所述壳体的所述至少一个透水部分的内表面直接接触；

c.可压缩插入物，其被配置成在所述设备内维持至少预定的内部压力；以及

d.接收器，其被配置成在预定的水浓度阈值或高于预定的水浓度阈值两者下接合所述VCM、所述可压缩插入物或两者，并且被配置成在接合时、脱离时或两者时转换信号。

2.根据权利要求1所述的设备，其中所述VCM填充所述壳体内所述空间体积的10％至90％。

3.根据权利要求1或2所述的设备，其中所述可压缩插入物填充所述壳体内未被所述VCM填充的任何空间。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的设备，其中所述接收器被配置成将由所述VCM、所述可压缩插入物或两者施加的力转化成电信号或机械信号。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的设备，其中所述接收器包括压力传感器、行进传感器、力传感器、阀或计量器。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的设备，其中所述透水部分包括多孔材料。

7.根据权利要求6所述的设备，其中所述多孔介质是天然的、合成的或半合成的膜。

8.根据权利要求1至7中的任一项所述的设备，其中所述可压缩插入物包括充气内部体积。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的设备，其中所述VCM包括水凝胶。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的设备，其中所述VCM包括杀生物剂。

11.根据权利要求1至10所述的设备，其中所述水凝胶是杀生物剂。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的设备，其中所述VCM包括丙烯酸、甲基丙烯酸、2-溴丙烯酸、2-(溴甲基)丙烯酸、2-乙基丙烯酸、甲基丙烯酸、2-丙基丙烯酸、丙烯酸钠、甲基丙烯酸钠或其衍生物、氢氧化钠、或其与二丙烯酸酯、二丙烯酰胺和二乙烯基的交联剂聚合的均聚物、杂聚物或衍生物。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的设备，其中所述VCM包括烷基丙烯酰胺、N-(3-氨基丙基)甲基丙烯酰胺盐酸盐、N-叔丁基丙烯酰胺、双丙酮丙烯酰胺、N,N-二乙基丙烯酰胺、N,N-二乙基甲基丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、N-[3-(二甲基氨基)丙基]甲基丙烯酰胺、N-乙基丙烯酰胺、N,N'-六亚甲基双(甲基丙烯酰胺)、N-羟基乙基丙烯酰胺、N-(羟基甲基)丙烯酰胺、(4-羟基苯基)甲基丙烯酰胺、2-羟基丙基-甲基丙烯酰胺、N-(异丁氧基甲基)丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺、N-异丙基甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺，或其与二丙烯酸酯、二丙烯酰胺和二乙烯基的交联剂聚合的均聚物、杂聚物或衍生物。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的设备，其中所述VCM包括马来酸酐共聚物、聚乙烯醇共聚物、交联聚环氧乙烷、交联羧甲基纤维素或淀粉接枝共聚物的共聚物。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的设备，还包括在所述VCM、所述插入物或两者与所述接收器之间的隔膜，其中所述隔膜将来自所述VCM、所述插入物或两者的力传递到所述接收器。

16.根据权利要求1至15中的任一项所述的设备，其中所述设备可操作地链接到灌溉系统，使得所述灌溉系统响应于所述转换的信号而启动或关闭。