[实用新型]一种土壤湿度计

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种土壤湿度计。

背景技术

土壤湿度决定农作物的水分供应状况。土壤湿度过低，形成土壤干旱，光合作用不能正常进行，降低作物的产量和品质；严重缺水导致作物凋萎和死亡。土壤湿度过高，恶化土壤通气性，影响土壤微生物的活动，使作物根系的呼吸、生长等生命活动受到阻碍，从而影响作物地上部分的正常生长，造成徒长、倒伏、病害滋生等。农作物对土壤水分的吸收主要在根尖进行，主要动力是根尖细胞液的浓度差，也就是渗透压。

传统测量土壤湿度的方式有多种，但本质上都是测量土壤中含水量有多少。这种方法的问题在于即便所测量的土壤湿度准确，但受制于土粒吸附力、毛管力和重力等因素制约，土壤湿度并不能准确反映作物对土壤的需水情况。

发明内容

本实用新型是针对现在土壤湿度测量精度不高的问题，提出了一种土壤湿度计，可以直接测量作物根部渗透压的土壤湿度计，这种湿度计结构简单，成本低廉，适用于大面积作物栽培过程中对土壤湿度的监测。

本实用新型的技术方案为：一种土壤湿度计，包括密封腔体、两组纤维管束、两部分半透膜、盐离子溶液、湿度敏感性油墨和透明塑料；筒状纤维管束贴合于密封腔体顶部和上部内侧壁，筒状纤维管束底部为敞开；筒状纤维管束桶内侧壁贴合一层第二部分半透膜；筒状纤维管束顶部有湿度敏感性油墨；密封腔体顶部为可以肉眼直接识别湿度敏感性油墨的透明塑料；密封腔体中有柱状纤维管束，从密封腔体内腔上半部一直延伸到密封腔体外，密封腔体内的柱状纤维管束与筒状纤维管束不接触；柱状纤维管束外侧贴合第一部分半透膜，半透膜超出柱状纤维管束顶部，直到筒状纤维管束顶部，半透膜下端与密封腔体底部不接触，在第一部分半透膜与密封腔体内壁之间充满有渗透压的盐离子溶液。

所述湿度敏感性油墨可由电阻式湿度传感器代替。

所述半透膜为盐离子溶液中的水分可以自由流动，但盐离子无法穿透的半透膜。所述两部分半透膜在密封腔体内在高度上相对重叠为密封腔体的1/3区域。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型一种土壤湿度计，通过根部细胞内与外界的渗透压的差来实现的对土壤湿度的监测，本实用新型土壤湿度计可以真实灵敏的反映植物根部吸水的状况。

附图说明

图1为本实用新型土壤湿度计剖视图；

图2为本实用新型检测到干燥土壤时土壤湿度计剖视图。

具体实施方式

如图1所示土壤湿度计剖视图，土壤湿度计为圆柱型结构，包括密封腔体6、两组纤维管束（1、2）、两部分半透膜（3、4）、盐离子溶液8、湿度敏感性油墨5和透明塑料7，筒状纤维管束2贴合于密封腔体6顶部和上部内侧壁，筒状纤维管束2底部为敞开；筒状纤维管束2桶内侧壁贴合一层半透膜4；筒状纤维管束2顶部有湿度敏感性油墨5；密封腔体6顶部采用透气的透明塑料7，可以肉眼直接识别湿度敏感性油墨；密封腔体6中有柱状纤维管束1，从密封腔体6内腔上半部一直延伸到密封腔体6外，柱状纤维管束1与筒状纤维管束2不接触；柱状纤维管束1外侧贴合半透膜3，半透膜3超出柱状纤维管束1顶部，直到筒状纤维管束2顶部，下端与密封腔体6底部保持距离，不接触，在半透膜3与密封腔体6内壁之间有盐离子溶液8。在有半透膜存在的情况下，盐离子溶液中的水分可以自由流动，但盐离子无法穿透半透膜（例如RO膜）。当两部分半透膜3，4之间的盐离子溶液液面降低后，会促使半透膜3内和密封腔体6内的盐离子溶液不断失水，甚至所有水分失去形成盐结晶。但盐结晶具有很强的吸收水分的作用，一旦两部分半透膜3，4内的盐离子溶液液面升高到该腔体范围内的时候，这些盐结晶，或者是高浓度的盐离子溶液会根据渗透压的差吸收3和6之间盐离子溶液的水分。直至渗透压重新达到平衡。故1、该区域不需要一直保持盐离子溶液，但需要一直保持盐离子的存在。2、两部分半透膜3，4重叠高度是为了满足区域内重新获得水分的需要，相对位置在上1/3区域。

半透膜的作用是通过腔内的一定浓度的盐离子溶液8维持一个渗透压，这个渗透压与土壤内的水分渗透压保持平衡，在土壤水分充分时，抬高盐离子溶液8的液面高度，在土壤水分缺乏时，降低盐离子溶液8的液面高度。当离子溶液8的液面高度升高到一定的高度时，离子溶液8与半透膜4接触，水分渗出半透膜4，通过包括在半透膜4外的筒状纤维管束2传递至湿度敏感性油墨5，让其产生颜色或透明度变化，借以判断土壤水分的湿度。除底端部分纤维管束1外，其余结构被封装在密封的腔体6内，密封腔体6的顶部采用透气的透明塑料6，可以肉眼直接识别湿度敏感性油墨5印刷的标志在不同湿度的变化。