[发明专利]湿度检测探头

说明书

本发明涉及一个改进的温度检测探头，殊别是利用温度敏感器件检测介质中湿度的检测探头。

本发明还提供一种湿度敏感探头，用装在导体内或导体上或导体附近的温度敏感器件，通过测量导体中热损失来精确记录介质中，例如土壤中的湿度。该导体最好位于探头末端。本发明与已有的湿度检测探头不同，已有的探头测量土壤湿度时，土壤中的有些参数会直接影响它的精度，本发明的湿度探头不受那些参数的影响。

由于在探头末端的温度敏感器对土壤中的许多参数的变化不敏感，某些有关的参数，例如PH值不影响温度敏感器的性能，所以它仍能给出精确的测量结果。

尽管本发明可用于测量许多介质中的湿度，但是在描述时只限于测量土壤介质中的湿度，目前已有各种探头和检测器，业已发现已有的探头由于受土壤中多种参数变化的影响，例如PH值的变化及土壤中的盐分而降低了其测量精度。

在声称有合适精度的已有的湿度探头中，有利用电解作用测量湿度的存在，有通过测量含有水分的介质的表面张力来测定湿度。

那些利用电解作用测定土壤湿度的探头，其精度严重地受到离子浓度的变化和土壤中的盐分的影响，这是因为电解时，离子变化而影响电导率，由于离子浓度变化会引起测量前的校正不精确，而使得精确测量特定土壤湿度变为困难。

这些电解探头是靠放入土壤中的电极而获得读数的，电极连到电路中，靠土壤中存在的水分构成电路，使离子转移而产生电解。对于湿度低的土壤，用这种方法测量的湿度值特别不精确。此外土壤中酸度或碱度的变化，电导率就会随着增减，因为电导率的变化由酸度或碱度的变化决定，如果湿度的读数由电导率决定，那么由于这些影响而引起的电导率的变化会在湿度读数中引入很大的误差。

根据测量土壤介质中的表面张力来测量湿度的探头的精度是低的。

已有的湿度探头的许多方案仅仅适于作为湿度的指示器，精度低是因为受介质变化的影响，还由于已有的探头在机理上存在固有的缺陷。

本发明设法提供一种精确湿度检测方法和测量探头，采用一个敏感组件来测量例如土壤介质中的湿度，通过测量在一个予先加热过的导体中的，例如形状为盖状的导体中的热损失速率，已加热过的盖中的热损失速率与土壤介质中的湿度相对应。

本发明的探头的一个主要优点是能够精确地测量土壤湿度，而不受土壤的参数，例如酸碱度的阻化作用的影响，若采用已有的方法和仪器，这些参数会影响湿度的读数。

将本发明的探头直接放入待测土壤介质中，可以完成精确的测量土壤湿度，试验表明，如果在探头和介质之间引入控制环境，它的性能会进一步改善，这样做的结果可以使得在测量湿度读数之前不再需要对探头进行予先校正的试验步骤。由于控制环境的引入把某些常数引入到测试中去，探头是理想校准过的，从而减少了测量误差的可能性。

本发明的一般结构包括：

一个测量介质中或来自该介质中的湿度的探头;

该探头包括：

一个第一壳体，

一个装在第一壳体或第二壳体附近或上面的温度传感器，其中第二壳体位于该探头的一端或附近，並在该第一壳体附近或与其相邻，

一个把电流从电源输送到位于第一壳体或第二壳体内或附近的加热器上的电源电缆，

一个利用该温度敏感器件测量该加热组件在该第一壳体或第二壳体中产生的热损失速率的装置，当功率从该电源向该加热器供电切断时，该热损失率与该介质中的湿度相对应，因此可以测量在给定的时间内该介质内的湿度。

本发明的一个变变型为：

一种测量介质中湿度的组件，

该组件包括：

一个装有温度敏感器件和加热器的探头，该温度敏感器件和加热器位于在该探头末端的壳体里或附近，

一个通过电缆与该探头连接的继电器电路，

一个经该继电器为该加热器供电的电源，

一个在该加热器与该电源断开时用该温度敏感器件测量该壳体的热损失速率的组件，

其特征在于，当测量介质湿度时，切断电源，使加热器断电，此时利用该温度敏感器件测量该壳体的热损失速率。

本发明另一种变型为：

一个测量介质中湿度的仪器，该仪器包括：

一个延长的探头，

一个经加热器连接温度敏感器件与电源的电缆，

一个在探头的一末端的导热壳体，内部装有与其相连接的加热器和温度敏感器件，

一个当加热器与该电源切断后，测量该壳体热损失速率的组件，

其特征在于，当要测量介质中湿度时，将该探头放入该介质中，当该加热器与该电源断开后，该湿度敏感器件测量该导热壳体的热损失，借此测得介质的湿度。