一种插管式土壤水分传感器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种插管式土壤水分传感器，属于土壤水分自动测量技术领域。
【背景技术】
[0002]土壤水分自动测量技术广泛应用于农业、水利、气象、林业和生态等重要的监测项目中。土壤水分测量技术是节水抗旱实施的重要技术保障，对农、林、牧业的区域规划有重大意义。便携插管式土壤水分测量传感器是实现变量灌溉、墒情监测的重要技术手段。
[0003]目前国内外土壤水分自动测量的方法有很多种，利用土壤的介电特性来测量土壤含水量是一种有效、快速、简便且可靠的方法。其中TDR(Time Domain Reflectometry)时域反射法和FDR(Frequency Domain Reflectometry)频域反射法、驻波法等测量方法都属于基于土壤介电特性的土壤水分测量方法，并在土壤水分自动测量领域得到了广泛应用。便携插管式土壤水分传感器是基于FDR高频电子技术，通过测量土壤的介电常数对不同深度剖面土壤的含水量进行测量。
[0004]传统的土壤水分测量传感器利用探针直接与土壤接触的方式检测土壤的含水量，这种测量方式操作比较简单且能够实现土壤水分的实时自动测量。这种测量方式存在以下弊端:只能进行单点测量，如果测量不同深度的土壤水分，必须挖开土壤剖面进行传感器的分层埋设，工程量大，不易维护，而且需要土壤自然沉降和仪器稳定的过程，大面积推广难度较大；其次这类传感器在使用过程中必须长期掩埋在土壤内，其金属探针易腐蚀，必然导致测量精度下降。插管式土壤水分传感器虽然克服了上述问题，可其体积大，携带、安装不便，铜环电容成本高，防水结构繁琐且效果一般。
[0005]现有的专利ZL201220264356.2，名称为插管式土壤水分温度传感器，包括传感器本体，控制处理单元和传感器节点，该传感器本体上设置有凹槽，控制处理单元和传感器节点均设置在凹槽内。采用该传感器可以测得土壤的水分信息，但是该传感器本体在与套管装套时，很容易与套管内部发生碰撞，由于铜环电容等元器件在内管表面设置，在碰撞时会导致铜环电容等元器件损坏，不但更换元器件增加了额外的成本，而且损坏后的元器件对测量数据也会造成很大的误差，一旦对土壤水分有了错误的判断，对后续的工作会造成很大的误导。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的是提供一种插管式土壤水分传感器，用以解决现有的土壤水分传感器与套管装套时易损坏传感器元器件的问题。
[0007]为实现上述目的，本实用新型的方案包括一种插管式土壤水分传感器，包括传感器内管和套管，该传感器内管上自上而下依次设置控制处理单元和分层布置的至少一个传感单元，传感单元包括两个铜环电容、一个片选电路板和一个频率采集单元，在传感器内管外壁上沿长度方向布设凹槽，铜环电容与频率采集单元的焊盘面焊接，套装在凹槽上，在传感器内管外壁上沿长度方向间隔设定距离布设凹槽，在内管外壁上没有设置凹槽的部分设置至少一个环形槽，环形槽上套设有用于使内管与套管保持一定间隙的弹性圈。
[0008]环形槽的槽壁上设置有用于方便弹性圈安装与拆卸的孔槽。
[0009]传感单元的上方设置有防水槽。
[0010]内管底部设置一个用于与套管配合时起导向作用的导头，导头与内管螺纹连接。
[0011]弹性圈分为两层，内圈为橡胶圈、外圈为弹簧线圈。
[0012]内管顶部设置有一个手柄，手柄与内管通过螺钉连接。
[0013]套管底部设置一个锥形结构的防水堵头，防水堵头与套管之间用橡胶圈密封连接。
[0014]本实用新型在传感器内管外壁上沿长度方向间隔一定距离布设凹槽，在内管外壁上没有设置凹槽的部分设置环形槽，在环形槽上套设有弹性圈。在与套管进行装套时，由于弹性圈的阻挡作用，套管会与弹性圈接触，避免了内管与套管直接接触和碰撞，即内管与套管保持一定间隙，不但防止了碰撞带来的元器件损坏的问题，节约了成本，最重要的是保证了测量数据的准确性，对后续的工作打下很好的基础。另外，弹性圈起到中心定位的作用，保证传感器多次插拔时数据的一致性，解决了批量生产中产品测量数据一致性的难题。
【附图说明】
[0015]图1是该传感器内管实施方式的结构示意图；
[0016]图2是套管的结构示意图；
[0017]图3是图1的局部放大图；
[0018]图4是凹槽的剖面图；
[0019]图5是环形槽的剖面图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。
[0021 ] 一种插管式土壤水分传感器，包括传感器内管和套管，该传感器内管上自上而下依次设置控制处理单元和分层布置的至少一个传感单元，传感单元包括两个铜环电容、一个片选电路板和一个频率采集单元，在传感器内管外壁上沿长度方向布设凹槽，铜环电容与频率采集单元的焊盘面焊接，套装在凹槽上，在传感器内管外壁上沿长度方向间隔设定距离布设凹槽，在内管外壁上没有设置凹槽的部分设置至少一个环形槽，环形槽上套设有用于使内管与套管保持一定间隙的弹性圈。
[0022]基于以上技术方案，结合附图，给出以下一个【具体实施方式】。
[0023]如图1和图2所示，本实用新型提供的一种插管式土壤水分传感器，包括传感器内管I和套管9，内管I上自上而下依次设置控制处理单元5和分层布置的至少一个传感单元，该传感单元包括两个铜环电容6、一个片选电路板7和一个频率采集单元12。
[0024]如图3所示，在传感器内管I的外壁上沿长度方向间隔设定距离布设凹槽2，在内管I外壁上没有设置凹槽2的部分设置至少一个环形槽3。
[0025]如图4所示，铜环电容6与频率采集单元12的焊盘面焊接，套装在凹槽2上。
[0026]如图5所示，环形槽3上套设有用于使内管与套管保持一定间隙的弹性圈，该弹性圈由两层材料组成，内圈为橡胶圈13、外圈为弹簧线圈14。
[0027]内管顶部设置有一个手柄10，手柄10与内管I通过螺钉连接，航插反接，手柄10底部内有凹槽，与内管I配合防水，简化了防水结构，防水效果明显。
[0028]传感器内管I在与套管9进行装套时，由于弹性