[实用新型]一种稻田地表水位自动检测装置

说明书

本实用新型公开了一种稻田地表水位自动检测装置，能够全自动监测大田水稻地表水位并自动计算出水稻日耗水量，包括触水信号检测模块、重锤测针、牵引绳、绕线轮、控制器、步进电机和脉冲控制器，重锤测针通过牵引绳悬挂在待测水位测点处，牵引绳绕制在绕线轮上；所述控制器通过脉冲控制器控制步进电机来控制牵引绳的收放，利用触水信号检测模块检测到重锤测针的触水信号来停止步进电机，通过脉冲控制器来记录步进电机旋转圈数，从而计算重锤测针的移动高度，进而得出水位；本实用新型通过步进电机的分步控制提高了重锤测针上下移动距离的检测精度，精度可达0.1mm，实现了测针测量水稻地表水层自动化读数，并大大提高了水位测量的量程。

技术领域

本实用新型属于农业灌溉技术领域，具体涉及稻田地表水位检测装置。

背景技术

2020年，我国相关部门调查统计全国水稻种植总面积稳定在4.5亿亩左右，水稻作为我国主要的粮食作物，科学、高产的种植水稻至关重要。而在水资源日益枯竭及农田水环境保护背景下，如何在农田高效节水的前提，保障水稻产量是一项研究课题。水稻高效节水中最核心的是清楚水稻作物的耗水量，只有知道了水稻耗水量数据，才能制定科学的灌溉制度及推广全自动水稻灌溉技术。我国各省灌溉试验站一直在开展水稻作物需水量、灌溉制度的研究并取得了阶段性成果。

目前，国内各省灌溉试验站开展水稻耗水量测定时受自动测量水稻地表水位设备精度不够的限制，多数单位延用的监测方式仍然是人工测针监测，科研人员使用气象蒸发皿上的手动水位测针每天按时到水稻田间测量水稻田地表水位变化后人工分析日耗水量或每个生育期的耗水量。少数试验站观测人员应用高精度液位传感器自动测量水稻田间地表水层，此种方式因受液位传感器结构和安装测量方式限制，设备易损坏且监测分辨率达不到水稻日蒸发要求的0.1毫米级监测要求，无法准确监测出水稻日耗水量。

现有技术CN211121454U公开了一种自动采集读数的水位测针装置，该装置采用丝杠螺母机构驱动测针上下移动，不仅丝杠螺母机构容易损坏，无法适应稻田恶劣环境，而且丝杠螺母机构行程有限，整个装置至少需要占用两倍行程所需空间，大行程的丝杠不仅价格昂贵，而且精度也低，因此无法大面积推广应用。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有水稻稻田地表层水位采用人工检测，不仅操作繁琐而且测量精度低的问题，提供了一种稻田地表水位自动检测装置，能够全自动监测大田水稻地表水位并自动计算出水稻日耗水量。

本实用新型是这样实现的：

一种稻田地表水位自动检测装置，其特征在于：包括触水信号检测模块、重锤测针、牵引绳、绕线轮、控制器、驱动绕线轮转动的电机和用于检测牵引绳收放量的传感器，所述重锤测针通过牵引绳悬挂在待测水位测点处，所述牵引绳绕制在绕线轮上；所述触水信号检测模块用于检测重锤测针的触水信号，并将重锤测针的触水信号发送给电机控制电机停止。

优选的，所述电机为步进电机，对应的所述传感器为步进电机配套的脉冲控制器。

优选的，还包括将绕线轮和步进电机包裹在内的防雨外壳。

优选的，还包括测针保护管，所述测针保护管设于稻田待测水位处，所述重锤测针通过牵引绳驱动在测针保护管内上下移动。

优选的，所述测针保护管下部四周设有若干透水孔。

优选的，所述测针保护管外壁其还包裹有用于防止泥沙透过的过滤网。

优选的，所述重锤测针包括大田水位测针和设于大田水位测针上的配重。

优选的，所述触水信号检测模块包括接地电极和用于测量大田水位测针与大地之间是否电导通的信号检测装置。

本实用新型有益效果是：本实用新型提供的这种稻田地表水位检测装置，通过采用牵引绳式升降机构，不仅有效解决了使用手动测针测量水稻地表水层而无法实现自动化的问题，同时相比压差和电阻型的液位传感器测量精度更高。