[实用新型]电容式土壤湿度测定仪(1)

说明书

本实用新型是一种电容式土壤湿度测定仪，属于田间土壤湿度测定仪器的设计制造技术领域。

土壤湿度代表土壤含水量，是土壤的重要物理性质之一。测定土壤湿度是研究、利用土壤的一项必不可少的工作内容。在测定土壤湿度方法中，最经典的烘干法虽然测定准确，但采样、烘干费时、费事，不适用于田间土壤湿度的直接测量，特别是原态-原位测定。

田间土壤湿度的直接测定包括有电导法(石膏电极法)、热传导法(电热法)、微波法、负压计法、中子法测定。其不足之处在于：负压计法仅能测定土壤毛细管段的含水。由于土壤电导不仅与土壤湿度有关，而且与离子浓度和种类有关，因此电导法用于农田土壤湿度测定时受施肥和灌溉水水质的影响较大，其测定准确度较低。电热法、微波法在操作方法、重现性、探测深度等方面也存在一定的局限性。中子法测定范围宽，精度高，但由于售价高、在储藏、搬运和使用中需进行核辐射防护，适用面较窄。同时中子法测定受土壤有机质含量的影响，不适用于耕层土壤的湿度测定。

本实用新型的目的在于弥补上述现有技术的不足而提供一种采用插入式探头结构，利用电容测量原理和水具有极大电介常数的特性，以被测土壤本身直接作为电容介质形成电容体的电容式土壤湿度测定仪。

本实用新型的目的可以通过以下措施来达到：由测量探头、传输电缆和测量主机电路构成的电容式土壤湿度测定仪，测量探头顶端的金属极锥连接绝缘支撑管，绝缘支撑管与电极柱管的连接处置有表面绝缘的金属极环，极锥和极环的电极引线经绝缘支撑管和电极柱管的内腔引出探头与测量主机电路连接。

本实用新型的目的还可以通过以下措施来达到：测量主机电路包括由正弦波信号发生器G，集成运算放大器A₁-A₅组成的电容测量电路、传感器起始电容和传输电缆线间电容补偿电路、温度补偿电路、整流滤波电路；主机电路中由集成运算放大器A₃和以C_x作为传感器的被测电容以及决定测量范围的定标电容C_n构成电容测量电路，电阻R₆保持A₃有一稳定工作状态的反馈直流通道；主机电路中由集成运算放大器A₂与电容C_p和调节电位器R_w构成传感器起始电容和传输电缆线间电容补偿电路；主机电路中由集成运算放大器A₄与电阻R_t构成温度补偿电路；主机电路中由集成运算放大器A₅与二极管D₁、D₂和电阻R₁₃、电容C₃构成整流滤波电路；探头的绝缘支撑管与金属极锥和电极柱管的连接处均用密封材料封接。

附图说明：图1为测量探头结构图

          图2为测量探头局部放大剖面图

          图3为测量主机电路结构图

本实用新型下面将结合附图作进一步说明：

如图1和图2所示：测量探头顶端的裸金属极锥(1)连接绝缘支撑管(3)，绝缘支撑管(3)与电极柱管(4)的嵌合连接处之间是表面绝缘的金属极环(2)，极锥(1)与极环(2)之间由绝缘支撑管(3)相隔离，极锥(1)和极环(2)的电极引线(7)均为单屏蔽线，经绝缘支撑管(3)和电极柱管(4)的内腔引出到探头端的接线盒(5)，最后装配时焊接在接线盒(5)的测量电缆连接插座(6)上，使探头与主机电路连接。探头的绝缘支撑管(3)与金属极锥(1)和电极柱管(4)的连接处均用环氧树脂封接。极锥用不锈钢制作；极环用铜材料制作；绝缘支撑管和电极柱管用铸型尼龙或其他抗老化、绝缘好、具有一定机械强度的塑料材料车制或注塑成型。极锥既是电容的一极，同时又能增强探头入土的压强，使其容易插入土中；电极柱管的长度决定探头的最大入土深度；探头的灵敏度与金属极环(2)的外表面积相关。