一种土壤热特性参数测量装置的制作方法

本技术涉及土壤热特性，尤其涉及一种土壤热特性参数测量装置。

背景技术：

1、土壤热特性是土壤学、土木工程和热力学领域的重要参数。准确获取土壤热特性能为地下管道布设、农田管理和地表能量平衡等提供重要参考信息。

2、目前测定土壤热特性时，需要将传感器插入到土壤中获取采集的数据后，将采集的数据返回至上位机计算，数据的控制和分析需要上位机进行处理，缺少实现数据采集和控制、分析的集成式产品，每次测量都需要配备上位机进行数据计算分析，使用不方便。

技术实现思路

1、有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种土壤热特性参数测量装置，以解决现有技术中缺少集成式土壤热特性参数测量装置导致使用不方便的技术问题。

2、本实用新型提出的技术方案如下：

3、本实用新型实施例提供了一种土壤热特性参数测量装置，包括：

4、采集部，包括：加热探针，用于对土壤进行加热；测温探针，设置在所述加热探针的旁侧，用于采集土壤温度监测数据；测定部，包括：脉冲电流发生电路，输入端和控制器连接，输出端和所述加热探针连接，用于为所述加热探针提供脉冲电流；电流检测电路，输入端和所述脉冲电流发生电路连接，输出端和所述控制器连接，用于采集所述加热探针的电流数据并将所述电流数据发送至所述控制器；温度测定电路，输入端和所述测温探针连接，输出端和所述控制器连接，用于接收所述测温探针采集的土壤温度监测数据，根据所述土壤温度监测数据获取土壤温度值，并将所述土壤温度值发送至所述控制器；控制器，用于根据所述电流数据和所述土壤温度值输出土壤热特性参数。

5、可选地，所述脉冲电流发生电路包括继电器、三极管和光电隔离电路，所述控制器的输出端和所述光电隔离电路的输入端连接，所述光电隔离电路的输出端和所述三极管的基极连接，所述三极管的发射极和所述继电器的控制端连接，所述继电器的输出端和所述加热探针连接。

6、可选地，所述脉冲电流发生电路还包括指示电路，所述指示电路包括指示灯和第一分压电阻，所述指示灯的正极通过所述第一分压电阻和所述三极管的发射极连接，所述指示灯的负极接地。

7、可选地，所述电流检测电路包括电流监测芯片、第二分压电阻和滤波电容，所述电流监测芯片的正输入端分别和参考电压和所述第二分压电阻的一端连接，所述第二分压电阻的另一端分别和所述脉冲电流发生电路及所述电流监测芯片的负输入端连接，所述电流监测芯片的输出端和所述控制器连接，所述电流监测芯片的电源端分别和所述电流监测芯片的工作电压及所述滤波电容的一端连接，所述滤波电容的另一端接地。

8、可选地，所述温度测定电路包括热电偶测量模块，所述热电偶测量模块的输入端和所述测温探针连接，输出端和所述控制器连接。

9、可选地，所述控制器为树莓派主板。

10、可选地，所述采集部还包括壳体和固定板，所述固定板设置在所述壳体内，所述加热探针的一端和所述测温探针的一端分别焊接在所述固定板的同一侧，且所述加热探针和所述测温探针相互平行。

11、可选地，所述测温探针设有两个，两个所述测温探针分别对称设置在所述加热探针的两侧，所述加热探针的内部设有热电偶，所述加热探针的内部设有加热丝。

12、从以上技术方案可以看出，本实用新型实施例具有以下优点：

13、本实用新型实施例提供的一种土壤热特性参数测量装置，通过加热探针和测温探针构成的采集部对土壤进行加热并采集土壤温度监测数据，通过将控制器、脉冲电流发生电路、电流检测电路和温度测定电路集成为一个测定部，采集部和测定部共同形成一个集成式的土壤热特性参数测量装置，可以完成土壤热特性参数测量过程中的数据采集、脉冲电流控制、温度检测和数据计算并最终输出土壤热特性参数，不需要再额外配备上位机，测量方便。

技术特征：

1.一种土壤热特性参数测量装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的土壤热特性参数测量装置，其特征在于，所述脉冲电流发生电路包括继电器、三极管和光电隔离电路，所述控制器的输出端和所述光电隔离电路的输入端连接，所述光电隔离电路的输出端和所述三极管的基极连接，所述三极管的发射极和所述继电器的控制端连接，所述继电器的输出端和所述加热探针连接。

3.根据权利要求2所述的土壤热特性参数测量装置，其特征在于，所述脉冲电流发生电路还包括指示电路，所述指示电路包括指示灯和第一分压电阻，所述指示灯的正极通过所述第一分压电阻和所述三极管的发射极连接，所述指示灯的负极接地。

4.根据权利要求1所述的土壤热特性参数测量装置，其特征在于，所述电流检测电路包括电流监测芯片、第二分压电阻和滤波电容，所述电流监测芯片的正输入端分别和参考电压和所述第二分压电阻的一端连接，所述第二分压电阻的另一端分别和所述脉冲电流发生电路及所述电流监测芯片的负输入端连接，所述电流监测芯片的输出端和所述控制器连接，所述电流监测芯片的电源端分别和所述电流监测芯片的工作电压及所述滤波电容的一端连接，所述滤波电容的另一端接地。

5.根据权利要求1所述的土壤热特性参数测量装置，其特征在于，所述温度测定电路包括热电偶测量模块，所述热电偶测量模块的输入端和所述测温探针连接，输出端和所述控制器连接。

6.根据权利要求1所述的土壤热特性参数测量装置，其特征在于，所述控制器为树莓派主板。

7.根据权利要求1所述的土壤热特性参数测量装置，其特征在于，所述采集部还包括壳体和固定板，所述固定板设置在所述壳体内，所述加热探针的一端和所述测温探针的一端分别焊接在所述固定板的同一侧，且所述加热探针和所述测温探针相互平行。

8.根据权利要求1所述的土壤热特性参数测量装置，其特征在于，所述测温探针设有两个，两个所述测温探针分别对称设置在所述加热探针的两侧，所述加热探针的内部设有热电偶，所述加热探针的内部设有加热丝。

技术总结
本技术公开了一种土壤热特性参数测量装置，该装置包括：采集部，包括：加热探针，用于对土壤进行加热；测温探针，设置在所述加热探针的旁侧，用于采集土壤温度监测数据；测定部包括脉冲电流发生电路、电流检测电路、温度测定电路和控制器，通过将控制器、脉冲电流发生电路、电流检测电路和温度测定电路集成为一个测定部，可以完成土壤热特性参数测量过程中的数据采集、脉冲电流控制、温度检测和数据计算并最终输出土壤热特性参数，不需要再额外配备上位机，测量方便。

技术研发人员：李建明,卢奕丽,梁露焘,曹国良
受保护的技术使用者：令仪科技（北京）有限公司
技术研发日：20230629
技术公布日：2024/1/15