物体内含水量感知装置及自动浇灌装置的制作方法

本实用新型涉及一种物体内含水量感知装置及自动浇灌装置，尤其是土壤含水量的感知和自动浇灌装置。

背景技术：

水既是维持生命不可缺少的物质，也是生产和生活中应用广泛的工具。种植，养殖，清洁，稀释，加湿，供暖，制冷，原子能发电等都离不开水。

为了节约用水，需要提供一种自动按需供水装置。有数据表明，使用物体含水量传感器实现按需浇水的话，可以节约2/3的灌溉用水。

比如，随着旅游热的升温，每次夏天全家出行时，家中种植的花卉等的浇水就成了问题。现有的自动定时浇水装置贵，而且多要求稳定的水源和电源。这个条件对于居住在楼房在窗台和阳台养花的大多数家庭来说，是无法满足的。使用水箱供水电池供电对于节水节电要求高，需要土壤湿度感知及自动浇水装置。

又比如，近年由于深层地下水的过量开采，造成城市地区地面沉降，甚至出现突然人行道坍塌，行人消失的事件。为此政府一方面号召市民节水，一方面严格限制郊区农业灌溉用大功率机井新建。可随着城市人口的增长，对农产品的需求在增加，单纯限制农业用水会加重对外地农产品的依赖。如果大量农产品不得不从外地运进，交通拥堵和大气污染等问题就会更加严重。

问题在于，目前物体含水量感知装置及自动浇灌装置或寿命只有数周或每个成本高达数千元，根本无法在日常生活及农业生产中普及。

技术实现要素：

在本实用新型的目的在于提供一种成本低，耗电少，使用寿命长的物体内含水量感知装置。

实验发现，影响其寿命的腐蚀问题主要发生在与被测物体（例如土壤）接触的高电位端的测试电极，且腐蚀速度与电极的材质及电流值有很大关系。

本实用新型的技术方案如下：

一种物体内含水量感知装置，包括与被测物体接触的第一导体和第二导体，其特征是：第一导体连接于电源正极与被测物体之间，第二导体连接于电源负极与被测物体之间，在第一导体与电源正极之间和/或在第二导体与电源负极之间设置有电阻，所述电阻与第一导体或者第二导体连接点的电压作为测量信号。

进一步的，所述电阻的阻值在200千欧以上。

进一步的，所述第一导体包括不锈钢针或不锈钢丝，该不锈钢针或不锈钢丝通过电子连接器与导线连接，该导线与所述电阻连接。

进一步的，所述第一导体包含导线，且导线上与被测物体接触的部分有成分包含金属铬或金属镍的合金涂层。

进一步的，所述被测物体为土壤。

进一步的，感知装置还包括电源和对所述测量信号进行处理及变换的信号处理装置，该信号处理装置包括本地控制信号输出端子和无线信号收发天线。

进一步的，感知装置还包含显示装置，将感知结果以肉眼能看见的形式提供出来。

本实用新型还提供一种自动浇灌装置，包括前面所述的物体内含水量感知装置，还包括设定装置、控制电路、驱动电路、水泵，在设定条件下，所述控制电路根据感知装置的测量信号控制水泵对所述被测物体进行浇灌。

进一步的，水泵从水箱或蓄水池取水，经过滤器和逆向止流阀供水给所述被测物体，多余的水或雨水经回水口回流至水箱或蓄水池。

进一步的，自动浇灌装置还包括太阳能电池和充电控制电路，用于给各种用电装置的电源充电。

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

附图说明

图1是本实用新型物体含水量感知装置的实施例1示意图。

图2是本实用新型物体含水量感知装置的实施例2、3、4示意图。

图3是本实用新型物体含水量感知装置的实施例1至4电路原理图。

图4是本实用新型自动浇灌装置的实施例示意图。

图中101.外部电源正极接入端。

图中102.信号输出端。

图中103.外部电源负极接入端。

图中104.电阻。

图中105.电子连接器。

图中106.合金丝。

图中107.导线。

图中201.接线箱。

图中202.导线。

图中203.热缩管。

图中204.电子连接器。

图中205.合金丝。

图中206.电子连接器外壳。

图中207.插针。

图中208.电阻。

图中209.合金涂层。

图中301.水测定部。

图中302.数据处理及电源部。

图中303.电源负极接入点。

图中304.信号输出点。

图中305.电源正极接入点。

图中306.数据处理模块。

图中307.天线。

图中308.本地控制信号输出。

图中309.电阻。

图中310.土壤。

图中401.土壤。

图中402.不锈钢丝。

图中403.天线。

图中404.电源电路。

图中405.太阳能电池板。

图中406.处理单元。

图中407.固定装置。

图中408.电阻和信号装置。

图中409.接线箱。

图中410.显示及设定装置。

图中411.运算电路。

图中412.驱动电路。

图中413.水泵。

图中414.进水过滤器。

图中415.逆流防止阀。

图中416.防水装置。

图中417.遮阳装置。

图中418.水箱或蓄水池。

图中419.注水口。

图中420.出水口。

图中421.回水口。

具体实施方式

本实用新型提供一种长寿命且低耗电的电阻型物体含水量传感器。本实用新型的物体含水量传感器包含两根导线，一个阻值为200千欧以上的大电阻，一小段细不锈钢丝，一个电子连接器。一根导线的一端通过大电阻和电源正极或负极连接，由此端输出电压信号，根据此信号获知被测物体的电阻，进而根据土壤类型等推知物体含水量；另一根导线一端与电源负极或正极相接。与电源正极连接的导线通过电子连接器与不锈钢丝连接；使用时只有不锈钢丝及与电源负极连接的导线的另外一端放入被测物中。在不锈钢丝腐蚀到一定程度的时候，可以通过更换新的让传感器性能恢复。也可以仅在与正极连接的导线前端用含镍的无铅焊锡上一层涂层，如此可省去电子连接器和不锈钢丝。

可在传感器中加入对信号进行处理及变换装置。如包含显示（液晶屏或LED）或通信功能（802.15，802.11，GPRS等）的处理模块和电源电路（可以包括电池，直流变压电路，充放电控制电路和太阳能电池板），以及固定支架等用于固定及防盗等。如此可省去对外部电源的要求及长距离布线的麻烦，感知结果人肉眼可以直接观察。

对于自动浇灌装置，还可以加入水箱和水泵，如此可以在发现缺水时及时补充水，并省去对外部水源的要求。

本实用新型实施例1如图1所示，包括两根不同颜色有绝缘皮的导线107。第一根导线107一端直接与200千欧以上电阻104连接，电阻104的另一端与电源正极接入端101连接，该导线107的另一端通过电子连接器105与不锈钢丝或不锈钢针106连接，不锈钢丝或不锈钢针106插入土壤。第二根导线的一端103作为外部电源负极接入端，另一端直接埋入土壤。第一根导线107与电阻104具有连接点102，由此端输出电压信号，根据此信号获知被测土壤的电阻，进而推知土壤含水量。

本实用新型实施例2如图2上部所示，带绝缘皮的导线202一端接入接线箱201，另一端通过电子连接器204与不锈钢丝或不锈钢针205连接，不锈钢丝或不锈钢针205插入土壤。电子连接器204包覆热缩管203加以保护。接线箱201的另一侧引出三根线，分别是电源正极连接线、电源负极连接线，测量信号输出线。在接线箱201中，一根导线202通过电阻208与电源正极连接线连接，测量信号线连接在该导线202与电阻208的连接点处。

本实用新型实施例3如图2中间所示，导线202与不锈钢丝或不锈钢针的连接处也可不用热缩管，而用电子连接器壳206对电子连接器做绝缘。也可在导线202的一端接上硬针207，与电阻208一起提供。使用时硬针207与电阻208直接插入面包板，再通过面包板引出电源正极连接线、电源负极连接线，测量信号输出线。

本实用新型实施例4如图2下部所示，在导线202的一端接上硬针207，与电阻208一起提供。使用时硬针207与电阻208直接插入面包板，再通过面包板引出电源正极连接线、电源负极连接线，测量信号线。导线202连接土壤的一端不再与不锈钢丝或不锈钢针连接，而是在导线的表面涂覆合金涂层209。

如图3所示的电路原理图，以上各实施例中引出的电源正极连接线接到主电路板上的接线端305、电源负极连接线接到主电路板上的接线端303，测量信号输出线接到主电路板上的接线端304。数据处理模块306对测量信号进行处理和转换，然后从本地控制信号输出端308输出，也可从天线307输出无线信号。

如此通过串接大电阻降低电流并使用合金材料，降低了腐蚀速度，并可以部分更换，有效解决了腐蚀导致传感器寿命过短的问题，且由于消费电流很小适用于使用电池，且结构简单，成本低，不易出故障。

本实用新型的自动浇灌装置实施例，如图4所示，合金针402一端插入土壤401中，另一端通过电子连接器与导线408连接。导线接入上有防水装置416和遮阳装置

的接线箱409，处理单元406包含演算电路411，电源电路404负责为处理单元406及水泵413和驱动电路412供电。电源电路404内含电池和充放电控制电路和电压变换电路，还可包括太阳能电池405。固定架407负责将装置位置固定于水箱或蓄水池上，设置于户外时可起防盗作用。水泵413由出水口420经进水过滤器414从水箱或蓄水池418取水，经逆向止流阀415供水给土壤401，多余的水及雨水等经回水口421回流至水箱。可以通过进水口419为蓄水池或水箱补水。有遮阳装置417保护。显示及设定装置410用于显示土壤含水量等参数，并可设定自动浇灌的控制参数。参数设定和或运行监控可以通过天线403远程完成。

如此可以解决自动浇水所需的水源和电源的问题，不仅可以解决全家旅游的后顾之忧，而且可使灌溉节水和城市发展两者得以兼顾。