一体化可调节土壤纵向水分自动记录仪的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于土壤水分测量装置技术领域，具体涉及一种土壤纵向水分自动记录仪。
【背景技术】
[0002]土壤水分是存在于土壤空隙或吸附在土壤颗粒上的水，分布在地表面以下至潜水面以上的土壤层中，是土壤重要的物质组分和土壤肥力的重要影响因子，是植物与土壤微生物生长发育的重要物质基础和生态环境因子。土壤水分是地球环境中水循环这一自然传送带链条中的一个关键环节，是地球环境物质循环和能量传递的重要载体，也是自然界水资源的重要组成部分。土壤水分的组成、数量等状况与土壤的理、化、生性质及其理、化、生过程密切相关。作为水循环的重要环节与地球化学循环的重要载体和媒介之一，土壤水分也是地球化学、地质矿产、植物营养与墒情等研宄中的一项重要内容。土壤水分研宄是土壤学、环境学、生态学、水文学、地质学、地理学、农学等学科研宄中的一个重要方面，而土壤水分的采集则是土壤水分研宄的基础。
[0003]土壤水分在地面以下土壤间隙中，没有河湖自然水体那么便捷。测量土壤水分含量的方法很多:传统的方法有烘干称重法、中子仪法、热分散传感法是通过测定土壤温度的变化对热脉冲的响应进而测得土壤水张力而得出土壤水含量；目前最常用的新方法有时域反射仪(TDR)法、张力计法、简化电阻块法、干湿计法、远红外遥感法、高频电容传感法、伽马射线衰减法、湿度计法、电磁技术等。
[0004]申请号为201110036902.7的中国发明专利中，公开了一种土壤水分测定装置，由阴极、阳极、导线、电阻组成，通过导线将阴极、位于土壤中的阳极组以及电阻串联起来形成一个回路，测定阳极组和阴极之间的电压值，从而计算得到水分含量。这也是目前较为常见的土壤水分测定装置的典型结构。我们知道，土壤在不同的深度水分含量区别较大，而上述专利中的土壤水分测定装置，是将测定装置埋设在某一深度中进行测量，因此一次只能测量固定深度的水分含量值，当需要测定不同深度土壤水分含量时，还需要多次多点埋设测量，效率低下，工序繁琐。此外，由于数据采集需要，目前的土壤水分测定装置多数具有通信主板，并由太阳能电池供电，通信主板再外接天线等通信设备进行数据的实时传输，但在使用中我们发现，外接天线和太阳能电池都容易受环境影响或遭受人为破坏，这导致了维护成本的大幅增加；又因为现有土壤水分测定装置中不进行数据存储，当供电传输功能遭到破坏时，容易造成了数据丢失的严重后果。
【发明内容】
[0005]为解决上述问题，本发明公开了一种同时测量地下多层土壤水分的自动记录仪，采用一体化设计，将电源、主板、通信部件全部封装在外壳内，并对数据进行记录存储；同时，不同土层的测量深度还可以根据需要进行调节，大大增加了记录仪的适用范围。
[0006]为了达到以上目的，本发明提供如下技术方案: 一种一体化可调节土壤纵向水分自动记录仪，包括外壳，所述外壳内设有电子元器件和测量组件，所述电子元器件包括通信接口、电源、主板，所述主板包括控制器、存储器，所述测量组件包括安装骨架，所述安装骨架上设有若干对电极，所述电极能够沿安装骨架滑动，所述安装骨架上还设有限位装置，每对电极均能够通过柔性电缆与主板形成数据连接，所述电极输出的数据传输入控制器中，所述控制器将数据传输入存储器中存储，所述电源用于为电子元器件供电，所述通信接口与控制器相连。
[0007]进一步的，还包括传感器印制板、电缆以及电缆插座，所述电极通过柔性电缆与传感器印制板连接，所述传感器印制板与电缆插针连接，所述电缆与电缆插座连接，所述电缆插针用于插入电缆插座中。
[0008]进一步的，所述限位装置包括弹性凸起。
[0009]进一步的，所述电源包括干电池组。
[0010]进一步的，所述电极为圆环形。
[0011]进一步的，所述外壳顶部设有筒帽。进一步的，所述外壳底部设有防水堵头。
[0012]进一步的，所述外壳采用非金属材料制成。
[0013]进一步的，还包括通信模块，所述通信接口通过通信模块与控制器连接。
[0014]进一步的，所述通信接口包括天线、航空插座、USB接口、454接口、射频模块、蓝牙模块中的至少一种。
[0015]与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果:
本发明提供的土壤纵向水分自动记录仪，能够实现多层土壤水分连续观测，精确记录不同土壤层水分变化规律，对农作物需水进行精准灌溉，实现农业节水灌溉；监测层数可根据用户需要定制，调整灵活方便，满足用户对不同土壤层水分的监测需求，提高了土壤纵向水分分布的监测精度，适应范围极广；此外，大容量存储器和干电池供电设置，保证了本记录仪能够在无外接电源的条件下长期工作，实现土壤水分长期自动记录，尤其适合野外长期水分监测。
【附图说明】
[0016]图1为本发明提供的一体化可调节土壤纵向水分自动记录仪整体结构示意图；
图2为安装骨架上电极的一种调节状态示意图；
图3为安装骨架上电极的另一种调节状态示意图；
图4为外壳内电子元器件连接示意图。
[0017]附图标记列表:
1-外壳，2-筒帽，3-防水堵头，4-通信接口，5-电源，6-通信模块，7-主板，8-扁平缆，9-传感器印制板，10-骨架，11-电极，12-弹性凸起，13-柔性电缆，14-扁平缆插座。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图和【具体实施方式】，进一步阐明本发明，应理解下述【具体实施方式】仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
[0019]请参阅图1、图2、图3，如图所示的一体化可调节土壤纵向水分自动记录仪外壳I由非金属复合材料制成，外壳I最好一体成型，侧面没有缝隙，顶部设有非金属复合材料制成的筒帽2，底部设有橡胶防水堵头3，所有元器件封装在外壳I内，密封防水。水分自动记录仪内部主要包括电子元器件及测量组件，电子元器件中大部分设在外壳I内上半部分，具体包括通信接口 4、电源5、通信模块6、主板7等，电子元器件连接示意图如图4所示，主板7分别与通信模块、电源5连接，通信模块6连接着通信接口 4，主板7还通过通信线(本发明中通信线采用扁平缆8)与传感器印制板9连接，传感器印制板9用于中转测量组件采集到的数据，主板7用于对接收到的电极信号进行处理，将其转换为水分值后进行保存，转换前的数值也应作为原始值保存。主板7中包括核心控制器、存储器、根据需要还可包括A/D转换芯片、放大器、滤波器等常规信号处理元器件，主板7采用大容量存储器，能够对数据进行长期存储，核心控制器用于处理和计算数据，其余电子元器件均与核心控制器连接。本发明中所指的通信接口 4包括常规的远距离、近距离、有线或无线方式下各种直接对外通信部件，例如天线、航空插座、USB接口、454接口等、射频模块、蓝牙模块等等，本发明通信接口 4可同时具备多种通信部件。有时这些通信接口 4中集成有通信模块6，或在主板7中集成有通信模块6，上述两种情况下通信接口 4直接与主板7连接。在本发明中采用GPRSDTU模块作为通信模块6，通信接口 4采用GPRS天线，GPRS天线和GPRS D