一体化水分测量仪的制作方法

本实用新型涉及土壤水分测量领域，尤其涉及一种一体化水分测量仪。

背景技术：

目前，已有的水分测量方案只能对土壤内的水分进行监测测量，对于从空中到地表的水分，从地表径流、渗漏到地下的水分，以及地下水虹吸上升的水分等，没有一个完善的实时监测测量方案，对于水分循环整个过程的水分运动规律目前没有完善的测量装置。

水为流动性很强的液体，现有设备和方案不能在同一个时间点上同时测量地面水位、地下土壤水分含量及分布，因此，很难建立起水分从空气中到地表再到土壤中整个动态过程的模型，无法为山体滑坡预警、农业灌溉节水、水利设施建设等提供实时动态的水分运动规律的数据。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种一体化水分测量仪，实现一体化测量地面以上和地面以下的水分，进而为检测山体滑坡预警、农业灌溉节水、水利设施建设等提供实时动态的水分运动规律的数据。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

一体化水分测量仪，包括：管状结构，以及在管状结构内依次连接的水分传感器组、主控器、通信装置，其中，所述水分传感器组包括：液位传感器和土壤水分传感器组，所述液位传感器和所述土壤水分传感器组分别与所述主控器连接。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过水分传感器组同步地采集地表水面高度和地下土壤中的水分含量，能够直观得到测量仪安装地点水分动态变化实时数据，为农业灌溉科学研究、地质灾害发生机理研究、水利工程等提供科学有效的数据支撑，并为山体滑坡预警、农业灌溉节水、水利设施建设等提供实时动态的水分运动规律的数据。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步地，所述土壤水分传感器组包括多个土壤水分传感器，多个所述土壤水分传感器分别与所述主控器连接。

进一步地，所述一体化水分测量仪还包括：温度传感器组，与所述主控器连接。

进一步地，所述温度传感器组包括多个温度传感器，多个所述温度传感器分别与所述主控器连接。

进一步地，多个所述土壤水分传感器与多个所述温度传感器呈交替分布，相邻的所述土壤水分传感器与所述温度传感器之间的间隔相同，依次安装在所述管状结构内部。

进一步地，所述一体化水分测量仪还包括：电池，分别与所述水分传感器组、所述主控器和所述通信装置连接。

本实用新型附加的方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型实践了解到。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一体化水分测量仪的结构框架图；

图2为本实用新型另一实施例提供的一体化水分测量仪的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1所示，为本实用新型实施例提供的一体化水分测量仪的结构框架图，该结构包括：

水分传感器组110，用于同步地采集地面以上的水面高度和地面以下的土壤体积含水量；

主控器120，与水分传感器组110连接，用于管理并存储水面高度和土壤体积含水量；

通信装置130，与主控器120连接，用于获取水面高度和土壤体积含水量并实时上传至云服务器，并接收云服务器发送的控制指令；

其中，所述水分传感器组110包括：液位传感器111和土壤水分传感器组112，所述液位传感器111和所述土壤水分传感器组112分别与所述主控器连接。

上述实施例提供的一体化水分测量仪，通过水分传感器组110同步地采集地表水面高度和地下土壤中的水分含量，能够直观得到测量仪安装地点水分动态变化实时数据，为农业灌溉科学研究、地质灾害发生机理研究、水利工程等提供科学有效的数据支撑，并为山体滑坡预警、农业灌溉节水、水利设施建设等提供实时动态的水分运动规律的数据。

在另一实施例中，如图2所示，为本实用新型另一实施例提供的一体化水分测量仪的结构示意图，该一体化水分测量仪的外观为管状结构，并在管状结构外表面标识有地表线，地表线为实际使用过程中，将一体化水分测量仪插入土壤中后，土壤内部和土壤外部的分界线，该一体化水分测量仪具体包括：

水分传感器组110，用于同步地采集地面以上的水面高度和地面以下的土壤体积含水量；

主控器120，与水分传感器组110连接，用于管理并存储水面高度和土壤体积含水量，所述主控器可以为MCU芯片中的任一种；

通信装置130，与主控器120连接，用于获取水面高度和土壤体积含水量并通过GPRS实时上传至云服务器160，并接收云服务器160发送的控制指令；

其中，所述水分传感器组110包括：液位传感器111和土壤水分传感器组112，所述液位传感器111和所述土壤水分传感器组112分别与所述主控器连接。

进一步，云服务器160用于配置土壤的参数信息、被测土壤的深度信息、土壤水分传感器组112的数量信息、土壤水分传感器组112的初始参数信息以及液位传感器111的校准信息。

进一步，通信装置130具体用于将测量得到的相关数据通过GPRS传输到云服务器160，由云服务器160根据水分传感器组110的配置参数计算出土壤水分数据及土壤表面水位高度数据，然后由云服务器160推送给相关用户。

进一步，主控器120还用于根据控制指令对水分传感器组110和通信装置130进行管理和控制。

进一步，一体化水分测量仪还包括电池140，用于为一体化水分测量仪供电，电池140为可充电电池。

进一步，液位传感器111用于测量土壤表面以上的水分深度，例如，可以采用高度为15cm的高精度水位测量传感器，水位测量高度为0-15cm，测量精度为±1mm。

进一步，土壤水分传感器组112用于测量土壤表面以下的土壤体积含水量。

进一步，土壤水分传感器组112包括10个土壤水分传感器，分别与主控器120连接，这10个土壤水分传感器间隔一定距离均匀安装在管状结构插入到土壤表面下的部分内，管状结构插入到土壤中的长度为1m，即每两个相邻的土壤水分传感器的间距为10cm，土壤水分传感器用于根据频域反射技术(Frequency Domain Reflectometry，FDR)测量土壤表面以下0-100cm的多层土壤的土壤体积含水量，土壤体积含水量测量准确度为±4％，并且，经过率定的准确度可以达到±3％以内。

进一步，还包括温度传感器组150，用于测量土壤表面以下的温度。

进一步，温度传感器组150包括10个温度传感器，这10个温度传感器分别与主控器120连接，这10个温度传感器均匀安装在管状结构插入到土壤表面下的部分内，管状结构插入到土壤中的长度为1m，即每两个相邻的温度传感器的间距为10cm，并且距离管状结构外表面的地表线最近的温度传感器位于距离地表线最近的两个土壤水分传感器的中间，温度传感器用于测量土壤表面以下0-100cm的多层土壤的温度。

进一步，10个土壤水分传感器与10个温度传感器呈交替分布，依次安装在管状结构内部。

进一步，土壤水分传感器和温度传感器的数量可以根据实际需求增加或减少，例如，需要测量2m深度的土壤体积含水量时，可以使用20个土壤水分传感器，相邻的两个土壤水分传感器之间的距离为10cm。

进一步，各装置/器件的连接方式可以为有线连接和/或无线连接方式，例如，有线连接包括以电力线、标准串口RS485或以太网RJ45为接口的有线连接；无线连接包括基于Zigbee、Z-wave、Wifi或GPRS无线通信传输模式的无线连接。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，实际实现时可以有另外的划分组合方式。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。