分层土壤湿度同步测量装置的制作方法

本申请涉及土壤湿度测量领域，具体而言，涉及一种分层土壤湿度同步测量装置。

背景技术：

土壤湿度是指土壤含水率，是土壤的重要物理参数，土壤水是联系地表水与地下水的纽带，在水资源的形成、转化及消耗过程中有重要作用，土壤湿度对于降雨产流、蒸散发以及生态系统的变化等具有重要意义。另外，土壤湿度也是农业生产条件中的一项关键指标，土壤水分含量的大小对农作物的生长有至关重要的作用，土壤中有机养分的分解、矿化离不开水分，施入土壤中的化学肥料只有在水中才能溶解，养分离子向根系表面迁移以及农作物根系对养分的吸收都必须通过水分介质来实现，因此有效准确的测量土壤湿度是现代农业生产的基础。

土壤湿度测量装置主要用来测量土壤容积含水量，以达到土壤墒情监测、农业灌溉和林业防护的目的。目前土壤湿度的测量方法有很多种，如烘干法、中子仪法、测量土壤传导性等；目前，农业部门对土壤水分测量的主要方法还是传统的烘干法，也有一些自动观测仪器，但是各种型号的仪器监测精度参差不齐，而且现有的土壤湿度测量装置多为一体式连接结构，无法进行拆卸和组合。日常携带和使用十分不便；另外，现有土壤湿度测量装置只能检测单一土层的湿度，无法同时对不同深度的土层进行测量，难以满足高精度、多层土壤湿度同时检测量的需求，需要对同一位置的不同土层进行湿度测量时，还是需要人工进行多次测量，费时费力，成本过高。

针对相关技术中土壤湿度测量装置对测量精度低、无法同时对不同土层进行湿度测量的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现要素：

本申请的主要目的在于提供一种分层土壤湿度同步测量装置，以解决土壤湿度测量装置对测量精度低、无法同时对不同土层进行湿度测量的问题。

为了实现上述目的，本申请提供了一种分层土壤湿度同步测量装置。

根据本申请的分层土壤湿度同步测量装置，包括：测量不同土层湿度的多个测样组件、控制所述测样组件工作状态的控制组件和连接所述控制组件与所述测样组件的连接杆，多个所述测样组件沿竖直方向排布，一所述测样组件的底部与相邻另一所述测样组件的顶部连接，位于最顶部的所述测样组件的顶部与所述连接杆的底部连接，所述测样组件的内部设置有湿度传感器和传动组件，所述湿度传感器设置在所述传动组件上，所述连接杆的内部开设有第一腔室，所述第一腔室内设置有可带动多个所述测样组件内的所述传动组件运动的内控轴，所述控制组件设置在所述连接杆的顶部，所述内控轴的顶端与所述控制组件连接，多个所述测样组件内的所述传动组件依次连接在所述内控轴的下部，所述控制组件通过所述内控轴带动多个所述测样组件内的所述传动组件运动，以使所述湿度传感器运动至所述测样组件的外部对不同土层的湿度进行测量。

进一步的，所述测样组件包括外壳，所述外壳的内部开设有第二腔室，所述外壳的侧壁上开设有与所述第二腔室连通的测样口，所述湿度传感器位于所述第二腔室内，并靠近所述测样口，当所述内控轴带动所述传动组件运动时，所述湿度传感器从所述测样口中伸出至所述外壳的外部。

进一步的，所述第二腔室的内壁上设置有第三腔室，所述第三腔室位于所述测样口的上方，所述第三腔室的底部开设有与所述第二腔室连通的挡板固定口，所述第三腔室内设置有第一弹簧，所述挡板固定口处嵌设有可上、下滑动的挡板，所述第一弹簧的顶端与所述第三腔室的内壁顶部相抵，所述第一弹簧的底端与所述挡板的顶部边缘相抵，所述挡板通过传动杆与所述内控轴连接，当所述内控轴未运动时，所述挡板的上部位于所述第三腔室内，所述挡板的下部位于所述测样口处对所述测样口进行密封；当所述内控轴运动时，所述传动杆带动所述挡板向上滑入所述第三腔室内，并挤压所述第一弹簧，所述测样口打开。

进一步的，所述内控轴上设置有第一扣环，所述挡板上设有第二扣环，所述传动杆的一端与所述第一扣环可转动的连接，所述传动杆的另一端与所述第二扣环可转动的连接。

进一步的，所述传动组件包括联动杆、第二弹簧和销钉，所述内控轴与所述联动杆的中间位置可转动的连接，所述联动杆的一端通过所述销钉与所述第二腔室的内壁可转动的连接，所述湿度传感器固定在所述联动杆的另一端，所述第二弹簧位于靠近所述湿度传感器一侧的所述联动杆的下方，所述第二弹簧的底端与所述第二腔室的底部内壁连接，所述第二弹簧的顶端与所述联动杆的下部可转动的连接，当所述内控轴未运动时，所述湿度传感器位于所述测样口的下方；当所述内控轴运动时，所述联动杆以所述销钉为轴转动，所述湿度传感器向上运动并从所述测样口伸出，所述第二弹簧处于拉伸状态。进一步的，所述外壳的顶部设置有第一花键，所述第一花键上开设有与所述第二腔室连通的第一通孔；所述外壳的底部设有第二花键，所述第二花键上开设有与所述第二腔室连通的第二通孔，一所述测样组件的所述第二花键与相邻另一所述测样组件的所述第一花键配合连接，并在所述第一花键与对应的所述第二花键的外部套设有连接环。

进一步的，所述分层土壤湿度同步测量装置还包括便于所述测样组件和所述连接杆插入土层中的探头，所述探头与最底部的所述测样组件的底部可拆卸的连接。

进一步的，所述探头为倒置的圆锥形结构。

进一步的，所述分层土壤湿度同步测量装置还包括手柄，所述手柄固定在所述连接杆的上部。

进一步的，所述连接杆为可调节长度的伸缩杆结构或者多节连杆结构。

在本申请实施例中，在连接杆的底部沿竖直方向设置有多个依次连接的测样组件，在连接杆的顶部设置有可对各测样组件的工作状态进行控制的控制组件，每个测样组件的内部均设置有传动组件和安装在传动组件上的湿度传感器，另外，在连接杆的内部开设有第一腔室，第一腔室内设置有内控轴，内控轴的顶端与控制组件连接，内控轴的下部依次与各测样组件内的传动组件连接，通过拉动控制组件以带动内控轴运动，从而通过内控轴带动各测样组件内的传动组件运动，以使湿度传感器运动至测样组件的外部对不同土层的湿度进行测量，达到了对多个不同高度的测样组件同时进行控制的目的，使测样组件内的湿度传感器同时伸出至测样组件的外部并与土壤直接接触，直接对不同土层的湿度进行直接测量，从而实现了提高测量精度、不同土层同时测量的技术效果，进而解决了土壤湿度测量装置对测量精度低、无法同时对不同土层进行湿度测量的技术问题。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型分层土壤湿度同步测量装置的正视图；

图2是本实用新型分层土壤湿度同步测量装置的正视剖视图；

图3是本实用新型分层土壤湿度同步测量装置中测样组件的立体图；

图4是本实用新型分层土壤湿度同步测量装置中测样组件的正视剖视图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等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。这些术语主要是为了更好地描述本实用新型及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本实用新型中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，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。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

如图1至图4所示，本申请涉及一种分层土壤湿度同步测量装置，该分层土壤湿度同步测量装置包括多个测样组件4、控制组件3和连接杆1，多个测样组件4用于同时对不同土层的湿度进行测量，控制组件3用于控制各测样组件4的工作状态，通过控制组件3控制各测样组件4动作以获取不同土层的湿度信息，连接杆1用于连接控制组件3与各测样组件4。多个测样组件4沿竖直方向依次排布，上下相邻的两各测样组件4之间，一测样组件4的底部与相邻另一测样组件4的顶部通过花键结构可拆卸的连接，位于最顶部的测样组件4的顶部与连接杆1的底部通过花键结构可拆卸的连接。其中，如图2、图4所示，每个测样组件4的内部均设置有湿度传感器13和传动组件15，湿度传感器13设置在传动组件15上。连接杆1的内部沿连接杆1的延伸方向开设有长筒状第一腔室101，连接杆1的顶部和底部均开设有与第一腔室101连通的开口，第一腔室101内设置有可同时带动多个测样组件4内的传动组件15运动的内控轴7，控制组件3设置在连接杆1的顶部，内控轴7的顶端穿过连接杆1顶部的开口与控制组件3的底部连接，内控轴7的下部穿过连接杆1底部的开口并依次与各测样组件4内的传动组件15连接，控制组件3通过内控轴7同时带动各测样组件4内的传动组件15运动，以使传动组件15上的湿度传感器13运动至测样组件4的外部与土壤直接接触，以同时对不同土层的湿度进行测量。本申请在连接杆1的底部沿竖直方向设置有多个依次连接的测样组件4，在连接杆1的顶部设置有可对各测样组件4的工作状态进行控制的控制组件3，每个测样组件4的内部均设置有传动组件15和安装在传动组件15上的湿度传感器13，另外，在连接杆1的内部开设有第一腔室101，第一腔室101内设置有内控轴7，内控轴7的顶端与控制组件3连接，内控轴7的下部依次与各测样组件4内的传动组件15连接，通过拉动控制组件3以带动内控轴7运动，从而通过内控轴7带动各测样组件4内的传动组件15运动，以使湿度传感器13运动至测样组件4的外部同时对不同土层的湿度进行测量，达到了对多个不同高度的测样组件4同时进行控制的目的，操控方便，节省人力物力，而且在对土壤的湿度进行测量时，湿度传感器13伸出至测样组件4的外部与土壤直接接触，不仅能够同时对不同土层的湿度进行测量，而且大大提高了测量精度，适于多土层湿度的同时测量。

如图1、图2所示，分层土壤湿度同步测量装置还包括探头5，探头5与最底部的测样组件4的底部通过花键结构可拆卸的连接，通过探头5便于将测样组件4和连接杆1插入土层中。

本实用新型的一些实施例中，探头5可为但不限于倒置的圆锥形结构。

本实用新型的一些实施例中，多个测样组件4之间、测样组件4与连接杆1之间以及测样组件4与探头5之间均可设置通用接口，通过通用接口进行各部件之间的可拆卸连接，不仅方便组合安装，而且便于拆卸，方便运输和携带。

如图1、图2所示，分层土壤湿度同步测量装置还包括手柄2，手柄2固定在连接杆1的上部，手柄2位于控制组件3的下方，通过手柄2便于工作人员通过手动将测样组件4和连接杆1按压进入土层中。

本实用新型的一些实施例中，手柄2可为但不限于筒状结构，手柄2的设置方向与连接杆1之间相互垂直，手柄2的中间位置与连接杆1连接，手柄2的两端对应位置连接杆1的两侧。

具体的，手柄2与连接杆1之间为一体成型，保证手柄2与连接杆1之间稳定的连接结构，避免在工作过程中出现手柄2与连接杆1之间连接不稳定，防止手柄2脱落或者断裂的情况发生。

本实用新型的一些实施例中，连接杆1可为但不限于可调节长度的伸缩杆结构或者多节连杆结构，其连接杆1的结构均可采用现有连杆结构，可根据实际测量的土层深度对连接杆1的长度进行调节，适于测量不同深度土层的湿度。

本实用新型的一些实施例中，控制组件3可为但不限于球形结构，便于工作人员手动对控制组件3进行操控。

本实用新型的一些实施例中，连接杆1、控制组件3和手柄2均可采用但不限于钢质材料或者强韧性的pvc(聚氯乙烯)材料。

如图3、图4所示，测样组件4包括外壳401，外壳401为沿竖直方向设置的圆柱形结构，外壳401的内部开设有第二腔室406，外壳401的顶部设置有第一花键402，第一花键402上开设有与第二腔室406连通的第一通孔403；外壳401的底部设有第二花键404，第二花键404上开设有与第二腔室406连通的第二通孔405，一测样组件4的第二花键404与相邻另一测样组件4的第一花键402配合连接，并在第一花键402与对应的第二花键404的外部套设有连接环6。外壳401的侧壁上开设有与第二腔室406连通的测样口408，湿度传感器13位于第二腔室406内，并靠近测样口408，当内控轴7带动传动组件15运动时，湿度传感器13从测样口408中伸出至外壳401的外部。内控轴7从第二腔室406的第一通孔403进入第二腔室406内，在第二腔室406内与传动组件15连接后再从第二腔室406的第二通孔405伸出至相邻的下一测样组件4的外壳401内，以通过内控轴7同时对多个传动组件15进行控制。

如图4所示，第二腔室406的内壁上设置有第三腔室407，第三腔室407位于测样口408的上方，第三腔室407的底部开设有与第二腔室406连通的挡板固定口，第三腔室407内设置有第一弹簧11，挡板固定口处设置有可上、下滑动的挡板12，第一弹簧11的顶端与第三腔室407的内壁顶部相抵，第一弹簧11的底端与挡板12的顶部边缘相抵，挡板12通过传动杆10与内控轴7连接。当即内控轴7未运动(即工作人员未对控制组件3进行操控)时，挡板12的上部位于第三腔室407内，挡板12的下部位于测样口408处并对测样口408进行密封，防止土壤进入第二腔室406内，对测量装置的正常工作造成影响；当内控轴7运动(即工作人员对控制组件3进行操控)时，传动杆10带动挡板12向上滑动进入第三腔室407内，并挤压第一弹簧11，以使第一弹簧11处于压缩状态，此时，测样口408的下部打开，湿度传感器13从测样口408处伸出至外壳401的外部。

如图4所示，传动组件15包括联动杆8、第二弹簧14和销钉9，内控轴7与联动杆8的中间位置可转动的连接，联动杆8的一端通过销钉9与第二腔室406的内壁可转动的连接，其销钉9可转动的套设在联动杆8上，销钉9的两端对应与第二腔室406的内壁可转动的连接。湿度传感器13固定在联动杆8的另一端，第二弹簧14位于靠近湿度传感器13一侧的联动杆8的下方，第二弹簧14的底端与第二腔室406的底部内壁连接，第二弹簧14的顶端与联动杆8的下部可转动的连接。当内控轴7未运动(即工作人员未对控制组件3进行操控)时，湿度传感器13位于测样口408的下方；当内控轴7运动(即工作人员对控制组件3进行操控)时，联动杆8以销钉9为轴转动，湿度传感器13向上运动并从测样口408的下部打开位置伸出至外壳401的外部，此时，第二弹簧14处于拉伸状态。当对土壤湿度测量完毕后，工作人员可松开控制组件3，依靠第二弹簧14的恢复力，湿度传感器13收回至外壳401内，挡板12下落并将测样口408封闭，从而避免土壤进入，影响外壳401内各部件的正常工作。

具体的，位于连接杆与最顶部的测样组件4之间的内控轴7，其内控轴7的顶端与控制组件3的底部连接，内控轴7的底部与最顶部的测样组件4内的联动杆8顶部的中间位置可转动的连接；位于相邻两测样组件4之间的内控轴7，其内控轴7的顶端与位于上方的测样组件4内的联动杆8底部的中间位置可转动的连接，内控轴7的底端与位于下方的测样组件4内的联动杆8顶部的中间位置可转动的连接，从而工作人员只需对控制组件3进行操控，即可带动所有联动杆8进行运动，以便同时对不同土层的湿度进行测量。

具体的，每个测样组件4的第二腔室406内的内控轴7上设置有第一扣环701，第一扣环701位于联动杆8的上方，挡板12上设有第二扣环1201，第二扣环1201位于挡板12内侧壁的上部，传动杆10的一端与第一扣环701可转动的连接，传动杆10的另一端与第二扣环1201可转动的连接。

本实用新型的一些实施例中，外壳401可采用但不限于钢质材料或者强韧性的pvc材料。

该装置的工作原理为：

在未工作状态下，由于第一弹簧11对挡板12向下方的弹性力，挡板12挡住测样口408，测样口408关闭，控制组件3与连接杆1的顶部相接触；

在工作状态下，工作人员手动向上提拉控制组件3，控制组件3带动内控轴7向上运动，内控轴7带动挡板12向上滑动进入第三腔室407内，并挤压第一弹簧11，同时内控轴7带动联动杆8以销钉9为轴转动，位于测样口408下方并安装在联动杆8上的湿度传感器13向上转动，并从测样口下部的开口位置伸出至外壳401的外部土壤中，从而对土壤的湿度进行测量。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型实现了如下技术效果：

本申请在连接杆1的底部沿竖直方向设置有多个依次连接的测样组件4，在连接杆1的顶部设置有可对各测样组件4的工作状态进行控制的控制组件3，每个测样组件4的内部均设置有传动组件15和安装在传动组件15上的湿度传感器13，另外，在连接杆1的内部开设有第一腔室101，第一腔室101内设置有内控轴7，内控轴7的顶端与控制组件3连接，内控轴7的下部依次与各测样组件4内的传动组件15连接，通过拉动控制组件3以带动内控轴7运动，从而通过内控轴7带动各测样组件4内的传动组件15运动，以使湿度传感器13运动至测样组件4的外部同时对不同土层的湿度进行测量，达到了对多个不同高度的测样组件4同时进行控制的目的，操控方便，节省人力物力，而且在对土壤的湿度进行测量时，湿度传感器13伸出至测样组件4的外部与土壤直接接触，不仅能够同时对不同土层的湿度进行测量，而且大大提高了测量精度，适于多土层湿度的同时测量。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。