专利名称：一种土壤导气率测量仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种测量装置，尤其涉及一种土壤导气率测量仪，属于土壤测量领域。
背景技术：
在农业领域中，土壤导气率是土壤的重要物理特性，它说明土壤的透水透气能力、 土壤结构性的好坏和土壤大小孔隙的组成情况。现在农田种植主要靠经验。土壤导气率的测量具有以下意义一、准确的测量出土壤的导气率，为农田种植研究工作和指导农业生产提供信息。二、为植物的种植及灌溉提供参考数据。三、了解土壤性质的变化，针对性的做出相应的措施。目前国内类似测量土壤性能的仪器功能比较单一，例如，土壤紧实度测量仪，只能测量土壤的硬度和紧实度。而国外有可实现多功能测量土壤导气率的产品，但采用恒压测量，即需要一个笨重的空气压缩机，价格昂贵，不宜在郊外测量。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术功能单一、只能采用恒压测量，价格昂贵并且笨重的缺点，提供一种体积小、成本低、便携式、并且显示直观的土壤导气率测量仪。本发明解决上述技术问题的技术方案如下一种土壤导气率测量仪，包括检测模块、单片机、存储显示模块、电源模块和控制模块；所述检测模块检测信号，并将信号传输至单片机；所述单片机将信号转换为数据并计算，并控制存储显示模块存储和显示数据；所述存储显示模块与单片机双向数据连接，所述存储显示模块存储单片机传输的数据及计算结果并显示；所述电源模块为检测模块、单片机和存储显示模块供电；所述控制模块控制单片机接收信号和传输数据，并通过控制单片机控制存储显示模块存储和显示数据。本发明的有益效果是本发明所述测量仪具有体积小、成本低、便携式、显示直观的优点，采用集成了多路模数转换的单片机，电路设计简单，功耗低，采用液晶屏人机界面更直观，能够存储若干次采集的信号，并可以通过USB接口发送给上位机保存、显示和分析，采用电池供电的方式便于野外检测，并可以计算出不同压强下的土壤导气率。在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。进一步，所述检测模块包括环境检测单元和土壤检测单元，所述环境检测单元检测空气中的相对湿度和温度信号，并将检测的信号传输至单片机，所述土壤检测单元检测压力和温度信号，并将检测的信号传输至单片机。进一步，所述土壤检测单元包括圆柱形的空气舱、压力传感器和温度传感器，所述压力传感器和温度传感器置于空气舱内，所述压力传感器检测空气舱内部压力并传输至单片机，所述温度传感器检测空气舱内部温度并传输至单片机。
进一步，所述单片机包括至少两路模数转换单元、CPU和存储单元，所述模数转换单元分别接收空气舱内的压力传感器和温度传感器传输的信号，将传输的信号转换成数字数据，所述模数转换单元接收环境检测单元传输的模拟信号转换为数字数据，并将数字数据经CPU计算后存储至存储单元，所述CPU根据模数转换单元传输的数字数据计算出土壤导气率，或根据读取的模数转换单元转换的数字数据和读取的环境检测单元检测的数字数据计算出土壤导气率。土壤导气率指单位时间内，通过土壤单位面积的气体质量的多少。所述环境检测单元检测的环境温度用于修正环境湿度，所述环境检测单元检测的环境湿度用于修正当前湿度下的空气摩尔质量，空气舱内各参量之间的关系满足理想气体状态方程
权利要求
1.一种土壤导气率测量仪，其特征在于，包括检测模块、单片机、存储显示模块、电源模块和控制模块，所述检测模块检测信号，并将信号传输至单片机；所述单片机将信号转换为数据并计算，控制存储显示模块存储和显示数据；所述存储显示模块与单片机双向数据连接，所述存储显示模块存储单片机传输的数据及计算结果并显示；所述电源模块为检测模块、单片机和存储显示模块供电；所述控制模块控制单片机接收信号和传输数据，并通过控制单片机控制存储显示模块存储和显示数据。
2.根据权利要求1所述的土壤导气率测量仪，其特征在于，所述检测模块包括环境检测单元和土壤检测单元，所述环境检测单元检测空气中的相对湿度和温度信号，并将检测的信号传输至单片机，所述土壤检测单元检测压力和温度信号，并将检测的信号传输至单片机。
3.根据权利要求2所述的土壤导气率测量仪，其特征在于，所述土壤检测单元包括圆柱形的空气舱、压力传感器和温度传感器，所述压力传感器和温度传感器置于空气舱内，所述压力传感器检测空气舱内部压力并传输至单片机，所述温度传感器检测空气舱内部温度并传输至单片机。
4.根据权利要求3所述的土壤导气率测量仪，其特征在于，所述单片机包括至少四路模数转换单元、CPU和存储单元，所述模数转换单元分别接收检测模块中环境检测单元、空气舱内的压力传感器和温度传感器传输的信号，将传输的信号转换成数字数据，所述CPU 根据读取的模数转换单元转换的数字数据计算出土壤导气率，并将模数转换单元传输的数字数据和土壤导气率保存至存储显示模块。
5.根据权利要求3所述的土壤导气率测量仪，其特征在于，所述单片机包括至少两路模数转换单元、CPU和存储单元，所述模数转换单元接收空气舱内的压力传感器和温度传感器传输的信号，将传输的信号转换成数字数据，所述CPU根据读取的模数转换单元转换的数字数据和读取的环境检测单元检测的数字数据计算出土壤导气率，并将模数转换单元传输的数字数据和土壤导气率保存至存储显示模块。
6.根据权利要求4或5所述的土壤导气率测量仪，其特征在于，所述存储显示模块包括液晶显示器、数据暂存器、日历时钟电路和EEPR0M，所述液晶显示器接收单片机传输的数据并显示，所述数据暂存器接收单片机传输的数据并暂时保存，所述日历时钟电路实时记录时间信息并与对应时间点单片机所传输的数据共同显示在液晶显示器上并存入EEPR0M，所述EEPROM内保存的测量数据和对应时间数据可根据控制模块的操作指令进行调用。
7.根据权利要求6所述的土壤导气率测量仪，其特征在于，所述电源模块包括电池模块和DC-DC转换电路，所述电池模块通过DC-DC转换电路转换电压后为检测模块的各个部件、单片机和存储显示模块的各个部件供电。
8.根据权利要求7所述的土壤导气率测量仪，其特征在于，所述电池模块用于安装电池。
9.根据权利要求7或8所述的土壤导气率测量仪，其特征在于，所述控制模块由按键模块构成，所述按键模块控制单片机转换和传输数据，并调用EEPROM中的数据通过存储显示模块查看。
10.根据权利要求7或8所述的土壤导气率测量仪，其特征在于，所述控制模块包括 USB接口和计算机，所述USB接口接收单片机传输的EEPROM存储的数据并上传至计算机，所述计算机通过USB接口控制单片机转换、计算和传输数据，所述计算机通过USB接口为检测模块、单片机、存储显示模块供电。
全文摘要
本发明涉及一种土壤导气率测量仪，包括检测模块、单片机、存储显示模块、电源模块和控制模块，所述检测模块检测信号，并将信号传输至单片机；所述单片机将信号转换为数据并计算；所述存储显示模块与单片机双向数据连接，所述存储显示模块存储单片机传输的数据及计算结果并显示；所述电源模块为检测模块、单片机和存储显示模块供电；所述控制模块控制单片机接收信号和传输数据。本发明所述测量仪具有体积小、成本低、便携式、显示直观的优点，采用集成了多路模数转换的单片机，电路设计简单，功耗低，采用液晶屏人机界面更直观，能够存储若干次测量的数据，并可以通过USB接口发送给上位机保存、显示和分析，采用电池供电的方式便于野外检测。
文档编号G01N15/08GK102519854SQ20111040034
公开日2012年6月27日 申请日期2011年12月6日 优先权日2011年12月6日
发明者程月波, 陈勇 申请人:鲁东大学