[发明专利]一种非接触式分层土壤墒情监测装置

说明书

本发明公开了一种非接触式分层土壤墒情监测装置，包括：管状外壳以及设置于所述外壳内的多个监测单元；各监测单元均包括第一温度传感器、探测波收发装置和数据处理电路，数据处理电路包括第一电路、第二电路和第三电路；管状外壳侧壁的不同深度设置有测量点，测量点处设置有第一温度传感器和探测波收发装置，探测波收发装置包括探测波发射器和探测波接收器。本发明的一种非接触式分层土壤墒情监测装置，通过分层设置温度传感器和探测波收发装置进行纵向梯度监测，解决了单一土壤墒情传感器无法实现多层测量且测量结果易受土壤环境影响的问题，能够有效地为现代农业生产提供多梯度、高精度的监测数据。

技术领域

本发明涉及土壤墒情监测技术领域，特别是涉及一种非接触式分层土壤墒情监测装置。

背景技术

我国正处于从传统农业向现代农业转型的关键时期，然而现阶段农田作业普遍存在着粗放式经营管理的现象，造成了严重的资源浪费，实施精准土壤墒情监测将为农田作业提供精准的作业数据，有助于推动农田节水灌溉的高效进行，实现农作物提质增效，促进农业可持续发展。

目前在土壤墒情监测方面主要存在烘干称重、中子仪测量、驻波测量、时域反射测量、频域反射测量等方法。而国内在实时农田墒情监测方面多采用频域反射测量法，其多采用三根不锈钢探针直接插入土壤中，以土壤作为电解质，与探针形成电容效应。由于不同湿度土壤的介电常数不同，进而影响了容值的大小，频率大小也将随之改变，由此可得出土壤墒情信息。而在分层土壤墒情监测中均采用多个传感器纵向分梯度布设，进而获得各层墒情信息。

但是，现有的不锈钢探针式墒情传感器由于直接与土壤接触，测量结果会受到土壤中盐离子的影响，如施肥、施药、灌溉等农田作业均会影响测量数据。另外，传感器电极直接与土壤接触造成电力对农作物生长的干扰。在分层测量方面，单一传感器无法实现多层分梯度测量，现有方法均采用多传感器纵向分层布设，在实际工程布设中操作较为复杂，造成了农田植被破坏，不具备动态扩展能力，多个传感器的使用使得墒情监测造价较为昂贵。

因此，如何解决单一土壤墒情传感器无法实现的多层测量且测量结果易受土壤环境影响的问题，为现代农业生产提供多梯度、高精度的监测数据是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

基于此，有必要提供一种非接触式分层土壤墒情监测装置，以解决单一土壤墒情传感器无法实现多层测量且测量结果易受土壤环境影响的问题，有效地为现代农业生产提供多梯度、高精度的监测数据。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种非接触式分层土壤墒情监测装置，包括：管状外壳以及设置于所述外壳内的多个监测单元；

各所述监测单元均包括第一温度传感器、探测波收发装置和数据处理电路，所述数据处理电路包括第一电路、第二电路和第三电路；

所述管状外壳侧壁的不同深度设置有测量点，所述测量点处设置有所述第一温度传感器和所述探测波收发装置；

所述第一温度传感器和所述第一电路连接，所述第一温度传感器用于采集所述测量点处土壤的温度信息；所述第一电路用于接收所述第一温度传感器采集到的土壤温度信息，并将所述土壤温度信息传送至服务器；

所述探测波收发装置包括探测波发射器和探测波接收器，所述探测波发射器和所述第二电路连接，所述第二电路用于产生探测波，所述探测波发射器用于将所述第二电路产生的探测波发射出去；所述探测波接收器和所述第三电路连接，所述探测波接收器用于接收反射回来的探测波，并将所述反射回来的探测波发送给所述第三电路，所述第三电路用于处理所述反射回来的探测波，并将处理后的探测波数据传送至所述服务器。