土壤通透性监测系统的制作方法

本实用新型涉及专用工具，尤其涉及一种用于测量土壤空气与大气进行交换的能力的土壤通透性监测系统。

背景技术：

土壤通透性是指土壤空气与大气进行交换的能力，以及土壤内部气体扩散的特性。土壤通气性能的好坏，直接影响土壤肥力的有效利用，进而影响作物生长。土壤通气不良，则氧气不足，将抑制作物根系的呼吸作用，进而大幅削弱根系吸收水肥的能力。

土壤通气性还会影响氧化还原状况。土壤中某些营养元素，如氮、硫、铁、锰、磷等，在土壤通气性良好时呈氧化态，而在通气不良时则呈还原态。若土壤通气不良，还原状态过强，硝态氮的含量会急剧下降。

而土壤的氧化还原反应也是发生在土壤溶液中的一项重要性质，土壤的氧化还原性对在土壤剖面中的移动和刻面分异，养分的生物有效性，污染物质的缓冲性能等方面都有深刻的影响，原位测量土壤氧化还原电位对于物理农业研究来说意义重大，常用于改良土壤耕作特性和提高土壤肥力、土壤通透性方面的研究中。目前，还没有一种专用的设备可以用来直接测量，来得到土壤中某些营养元素，如氮、硫、铁、锰、磷等，在土壤通气性良好时呈氧化态的精确数据。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型的目的提供一种结构简单，使用方便，便于携带，且测量精确度高的土壤通透性监测系统。

本实用新型的技术方案是：一种土壤通透性监测系统，该系统包括数据处理部分和数据采集部分；

所述数据处理部分包括主板、电极接入模块、信号放大器、数据采集器、FPGA高速缓存、DSP信号处理器、智能电源管理器、电池单元、Web网络接口和机箱；

所述数据采集部分包括原位土壤氧化还原电极、参考电极、同轴电缆延长线、还原电极支架和参考电极支架；

其中，所述土壤氧化还原电极和参考电极与所述同轴电缆延长线的一端连接，所述原位土壤氧化还原电极设置在所述还原电极支架上，所述参考电极设置在所述参考电极支架上，所述同轴电缆延长线的另一端与所述电极接入模块连接，所述极接入模块与所述信号放大器连接，所述信号放大器与所述数据采集器连接，所述数据采集器与所述FPGA高速缓存连接、所述FPGA高速缓存与所述DSP信号处理器连接，所述Web网络接口与所述DSP信号处理器连接，所述电池单元与所述智能电源管理器连接，所述智能电源管理器与所述述DSP信号处理器连接，电极接入模块、信号放大器、数据采集器、FPGA高速缓存、Web网络接口、DSP信号处理器、智能电源管理器均设置在所述主板上，所述主板安装在所述机箱内。

进一步，该系统还包括显示屏，所述显示屏设置在所述机箱上，所述显示屏通过数据线与所述DSP信号处理器连接。

进一步，该系统还包括用于扩展的扩展功能模块，所述扩展功能模块设置在主板上。

进一步，所述参考电极为Ag/AgCl盐桥电极。

进一步，所述参考电极支架为PVC套管支架，直径12毫米，之间长度120毫米。

进一步，所述土壤氧化还原电极为99.95%纯铂金电极。

进一步，所述还原电极支架直径6mm，长度5-100厘米。

进一步，所述电极接入模块的输入阻抗大于1T欧姆，输入信号范围：+/- 1250 mV ，分辨率： 0.1 mV ，准确率：3 mV。

进一步，所述电池单元为可充电锂电池。

本实用新型的有益效果是：由于采用上述技术方案，本实用新型具有结构简单，使用方便，便于携带，且测量精确度高，适合大范围推广。

附图说明

图1为本实用新型土壤通透性监测系统的逻辑框图。

图2为本实实用新型土壤通透性监测系统的结构示意图。

图中：

1.DSP信号处理器、2.FPGA高速缓存、3.数据采集器、4.信号放大器、主板、5.电极接入模块、6.土壤氧化还原电极、7. 参比电极、8.Web网络接口、9.智能电源管理器、10.电池单元、11.显示屏、12. 扩展功能模块、13.主板、14.机箱、15. 同轴电缆延长线、16. 参考电极支架、17. 还原电极支架 。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步说明。

如图1-图2所示，本实用新型土壤通透性监测系统，一种土壤通透性监测系统，该系统包括数据处理部分和数据采集部分；

所述数据处理部分包括主板、电极接入模块、信号放大器、数据采集器、FPGA高速缓存、DSP信号处理器、智能电源管理器、电池单元、Web网络接口和机箱；

所述数据采集部分包括原位土壤氧化还原电极、参考电极、同轴电缆延长线、还原电极支架和参考电极支架；

其中，所述土壤氧化还原电极和参考电极与所述同轴电缆延长线的一端连接，所述原位土壤氧化还原电极设置在所述还原电极支架上，所述参考电极设置在所述参考电极支架上，所述同轴电缆延长线的另一端与所述电极接入模块连接，所述极接入模块与所述信号放大器连接，所述信号放大器与所述数据采集器连接，所述数据采集器与所述FPGA高速缓存连接、所述FPGA高速缓存与所述DSP信号处理器连接，所述Web网络接口与所述DSP信号处理器连接，所述电池单元与所述智能电源管理器连接，所述智能电源管理器与所述述DSP信号处理器连接，电极接入模块、信号放大器、数据采集器、FPGA高速缓存、Web网络接口、DSP信号处理器、智能电源管理器均设置在所述主板上，所述主板安装在所述机箱内。

该系统还包括显示屏，所述显示屏设置在所述机箱上，所述显示屏通过数据线与所述DSP信号处理器连接。

该系统还包括用于扩展的扩展功能模块，所述扩展功能模块设置在主板上。

所述参比电极为Ag/AgCl盐桥电极。

所述参考电极PVC套管支架，直径12毫米，之间长度120毫米。

所述土壤氧化还原电极为99.95%纯铂金电极。

所述还原电极的电极支架直径6mm，长度5-100厘米。

所述电极接入模块的输入阻抗大于1T欧姆，输入信号范围：+/-1250mV，分辨率： 0.1 mV ，准确率：3 mV。

使用时，将还原铂电极6和参比电极7插入新鲜或湿润的土壤中，土壤中的可溶性氧化剂或还原剂从铂电极上接受或给予电子，直至在电极表面建立起一个平衡电位，测量该电位与参比电极电位的差值,再与参比电极相对于氢标准电极的电位值相加,即得到土壤的氧化还原电位。

以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。