一种便于安装免维护石墨电极土壤PH传感器的制作方法

本实用新型涉及一种ph传感器，特别涉及一种便于安装免维护石墨电极土壤ph传感器。

背景技术：

玻璃电极传感器原本是作为实验室仪器测试溶液的ph值，或者应用在水处理系统中，并不适合作为土壤在线式监测使用，主要有如下几个原因：1.玻璃电极的材料很脆弱，埋设在土壤中容易损坏；2.玻璃电极需要定期使用化学试剂清洗维护，否则会失效无法使用，务农人员不具备这样的操作技能；3.传感器由玻璃电极与信号处理转换电路2部分组成，体积较大，田间安装布设不方便；另外，玻璃电极传感器的价格昂贵，不利于大规模布设使用，影响了农业物联网行业的推广范围。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种便于安装免维护石墨电极土壤ph传感器，以解决上述背景技术中提出的玻璃电极传感器容易被损坏，使用寿命较短，不方便安装的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种便于安装免维护石墨电极土壤ph传感器，包括ph传感器本体，所述ph传感器本体一端的中心位置处固定设有电极安装臂，所述电极安装臂一端端部的两侧固定设有电极柱，所述电极安装臂的一端套设有可拆卸的电极防护帽，所述ph传感器本体嵌设在防护壳的内部，所述电极安装臂贯穿所述防护壳一端的壳壁，所述防护壳一端的壳壁通过贯穿的螺栓与所述ph传感器本体一端两侧的螺栓孔螺纹连接，所述防护壳一端的端部固定设有若干根等间距排布的插杆。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述ph传感器本体的外壳为工程塑料外壳，所述ph传感器本体的另一端固定设有输出接口。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述电极柱包括负极柱和正极柱，所述负极柱和所述正极柱均由石墨材料制成，所述负极柱和所述正极柱均与所述ph传感器本体电性连接。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述电极柱和所述插杆均嵌设在土壤的内部，所述插杆的长度大于所述电极柱的长度。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述螺栓靠近所述ph传感器本体的一端套设有可拆卸的减震弹簧。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述防护壳正面远离所述插杆的一端设有可拆卸的防水帘，所述防护壳和所述防水帘均由塑料材料制成。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型一种便于安装免维护石墨电极土壤ph传感器，1)体积小巧紧凑，便于农业物联网在田间地头安装布设；

2)可长时间(数年)工作于恶劣环境中，完全免维护；

3)产品牢固可靠，不容易因为田间农事作业损坏；

4)电极柱的材料容易获取，成本低廉；材料的成分明确，便于持续批量采购；石墨材料分子结构稳定长期埋在土壤中结构稳定不用维护；石墨材料稳定性高对于生产一致性好，可极大促进农业物联网的推广应用；

5)方便安装，易于维护，延长传感器的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型主视结构示意图；

图2为本实用新型的ph传感器本体侧视结构示意图；

图3为本实用新型的防护壳结构示意图；

图4为本实用新型的测量原理结构示意图。

图中：1、ph传感器本体；2、电极安装臂；3、电极柱；4、电极防护帽；5、螺栓孔；6、螺栓；7、减震弹簧；8、防护壳；9、插杆；10、防水帘；11、输出接口；12、负极柱；13、正极柱；14、土壤。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-4，本实用新型提供了一种便于安装免维护石墨电极土壤ph传感器，包括ph传感器本体1，ph传感器本体1一端的中心位置处固定设有电极安装臂2，电极安装臂2一端端部的两侧固定设有电极柱3，电极安装臂2的一端套设有可拆卸的电极防护帽4，ph传感器本体1嵌设在防护壳8的内部，电极安装臂2贯穿防护壳8一端的壳壁，防护壳8一端的壳壁通过贯穿的螺栓6与ph传感器本体1一端两侧的螺栓孔5螺纹连接，防护壳8一端的端部固定设有若干根等间距排布的插杆9。

优选的，ph传感器本体1的外壳为工程塑料外壳，ph传感器本体1的另一端固定设有输出接口11，输出接口11有两种接口可选，rs-485与电流型4-20ma输出，这两种接口均可满足长距离(数十m)内的信号传输，工程塑料外壳比较耐受土壤的环境，满足ph传感器本体1在一定苛刻条件下环境中的使用要求。

优选的，电极柱3包括负极柱12和正极柱13，负极柱12和正极柱13均由石墨材料制成，负极柱12和正极柱13均与ph传感器本体1电性连接，ph传感器本体1使用石墨材料制成的负极柱12和正极柱13，在待测试的土壤中形成原电池，土壤ph值的差异会在石墨电极间产生不同的电动势，测量此电动势即可间接获得土壤的ph值，测量原理如图4所示，负极柱12和正极柱13与土壤介质形成的原电池有较大的内阻(数十k欧)，如果直接使用高内阻的电压表测量，虽然可以减轻高内阻的影响，但因为原电池的环路电流非常小，不利于电极与土壤介质的充分反应，因此需要在两种电极之间串联一个电阻(约在数百k欧)。

优选的，电极柱3和插杆9均嵌设在土壤14的内部，插杆9的长度大于电极柱3的长度，使防护壳8安装更加稳定，进一步对ph传感器本体1起到防护作用。

优选的，螺栓6靠近ph传感器本体1的一端套设有可拆卸的减震弹簧7，当螺栓6与防护壳8的壳壁滑丝后，减震弹簧7起到减震作用。

优选的，防护壳8正面远离插杆9的一端设有可拆卸的防水帘10，防护壳8和防水帘10均由塑料材料制成，防水效果好，防止雨水或者露水打湿ph传感器本体1。

具体使用时，本实用新型一种便于安装免维护石墨电极土壤ph传感器，首先通过螺栓6贯穿防护壳8的壳壁和减震弹簧7与ph传感器本体1的螺栓孔5螺纹连接，其次安装防水帘10，再其次在土壤中挖出一个深度与电极安装臂2和电极柱3总长相同的洞，最后将电极安装臂2和电极柱3置于洞内并填充土壤，同时把插杆9插入土壤14的内部，达到对ph传感器本体1稳定的作用，且起到保护作用，ph传感器本体1使用石墨材料制成的负极柱12和正极柱13，在待测试的土壤中形成原电池，土壤ph值的差异会在石墨电极间产生不同的电动势，测量此电动势即可间接获得土壤的ph值。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。