一种自带清洗功能的土壤检测探头的制作方法

本发明涉及湿度检测装置，具体涉及一种自带清洗功能的土壤检测探头。

背景技术：

自动化控制的智能灌溉能够提高灌溉管理水平，改变人为操作的随意性，同时可以减少灌溉用工，降低管理成本，使得灌溉的效益最大化。其中，智能灌溉控制系统中常用的控制手段为：通过传感器(例如土壤湿度传感器)采集数据(例如相对湿度)，并将数据传递至处理系统中，由处理系统进行分析和对比，当采集到数据值小于正常值(与农作物生长所需的水分对应)时，即表明土壤中缺水，处理系统即向灌溉执行机构发送灌溉的指令，从而提高土壤中的湿度，直至回到正常值的范围内，灌溉执行机构停止灌溉。

在实际应用场合中，灌溉时机的准确性主要取决于土壤湿度传感器实时检测到的湿度数据，想要获得精准的灌溉时机，必须要保证土壤湿度传感器处于正常的工作状态。其中，土壤湿度传感器的探头的主要工作元件是金属应变片，该金属应变片设置在探针上，并与探针一直插在土壤内，与土壤长时间接触，这样容易与土壤中的空气、水分和微量元素等发生氧化现象，从而导致锈化，使得金属应变片测出的数据不准确。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述存在的问题，提供一种自带清洗功能的土壤检测探头，该土壤检测探头能够自动地对探针的金属应变片上的氧化物、锈迹和腐蚀物等进行清洗，保持金属应变片的灵敏度和准确度，同时延长使用寿命。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种自带清洗功能的土壤检测探头，包括安装壳体、探针和清洗机构，所述探针贯穿于安装壳体的内腔；

其中，所述清洗机构包括用于对探针进行初步清洗的第一清洗毛刷、用于进行对探针再次充分清洗的第二清洗毛刷以及用于驱动探针相对于第一清洗毛刷和第二清洗毛刷来回移动清洗的清洗驱动机构；所述第一清洗毛刷和第二清洗毛刷依次设置在安装壳体的内腔中，且相贴包围在探针位于安装壳体内的一端上；所述第一清洗毛刷设置于靠近探针插入土壤中的一端，所述第二清洗毛刷相对于第一清洗毛刷具有更小的清洗间隙。

上述土壤检测探头的工作原理是：

工作时，探针插在土壤中，在长时间的使用过程中，探针容易与土壤中的空气、水分和微量元素等发生氧化现象，从而导致锈化，为此，需要定期进行清洗工作。

将探针拔出土壤后，开始进行清洗工作，清洗驱动机构驱动探针沿着安装壳体的内腔往回缩，使得探针插在土壤中的一端缩进安装的内腔中。由于第一清洗毛刷和第二清洗毛刷依次设置在安装壳体的内腔中，且均相贴包围在探针位于安装壳体内的一端上，在探针移动的过程中，其外表面先后与第一清洗毛刷和第二清洗毛刷进行摩擦，由于第二清洗毛刷相对于第一清洗毛刷具有更小的清洗间隙，所以第一清洗毛刷先初步将探针上明显的氧化物或残留泥土清扫掉，第二清洗毛刷再次对探针上细微之处的氧化物等残留物进行清扫，通过前后两次的清洗，可以充分地将探针上的氧化物、锈迹和腐蚀物进行清除，从而保证探针可以进行精确的检测。

本发明的一个优选方案，其中，所述安装壳体的内腔设有初步清洗区和再次清洗区，所述第一清洗毛刷和第二清洗毛刷分别设置在初步清洗区和再次清洗区中。

优选地，所述再次清洗区中的两端设有密封环，所述探针通过密封垫圈穿过密封环的内孔；所述再次清洗区的侧壁上开设有两个与外界连通的清洗通道，在清洗时，两个清洗通道与外界的清洗液输送装置连通，该清洗液输送装置将清洗液通进再次清洗区中，所述第二清洗毛刷在清洗液浸泡下对探针进行刷除。这样，在清洗液的浸泡下，第二清洗毛刷可以彻底地对探针和金属应变片进行清洗，将探针表面的氧化物、锈迹和腐蚀物等附着物。

进一步，所述清洗液输送装置包括通入管道、排出管道以及用于提供清洗液和清洗水的清洗提供装置，所述通入管道和排出管道分别与再次清洗区中两个清洗通道连接，先从通入管道向再次清洗区通入清洗液，所述第二清洗毛刷对探针进行刷除后，清洗液从排出管道排出，再通入清洗水，对残留的清洗液进行冲洗，排出清洗水。

本发明的一个优选方案，其中，所述清洗驱动机构包括用于提供动力的清洗驱动电机和用于将动力传递至探针上的清洗传动组件，所述清洗传动组件包括丝杆和丝杆螺母。

优选地，所述探针远离土壤的一端构成所述丝杆，所述丝杆螺母通过轴承转动连接在安装壳体内，其内侧设有与丝杆配合的内螺纹，外侧设有从动齿轮结构，所述清洗驱动电机的输送轴通过主动齿轮与丝杆螺母配合，其壳体固定在安装壳体上。通过上述结构，在清洗驱动电机的驱动下，丝杆螺母进行转动，使得丝杆旋转地沿着安装壳体的内腔进行移动，这样不仅能够完成伸缩移动，使得第一清洗毛刷和第二清洗毛刷对探针进行刷除，还能进行螺旋轨迹的转动，使得第一清洗毛刷和第二清洗毛刷清洗得更加充分、彻底。

本发明的一个优选方案，其中，所述第一清洗毛刷为橡胶毛刷，所述第二清洗毛刷为海绵毛刷。

本发明的一个优选方案，其中，所述第一清洗毛刷设为空心的圆柱状，中心内腔设有往轴心延伸的刷毛，所述探针贯穿于第一清洗毛刷的内腔。

本发明的一个优选方案，其中，所述第二清洗毛刷为两个，且对称设置，这样既能够实现对探针的清洗，又能留有足够的空间让清洗液进入再次清洗区，有利于充分清洗。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

1、本发明中的土壤检测探头能够自动地对探针的金属应变片上的氧化物、锈迹和腐蚀物等进行清洗，保持金属应变片的灵敏度和准确度。

2、经过前后两次的清洗，可以充分地将探针上的氧化物、锈迹和腐蚀物进行清除，从而保证探针可以进行精确的检测。

3、通过在探头自身集成清洗的功能，可以随时进行清洗工作，仅需要将探针拔出土壤即可，清洗工作十分；而且在清洗完毕后，可以随即将探针插进土壤中，不会影响正常的检测工作。

4、将探针上的氧化物、锈迹和腐蚀物清除掉后，可中断已经发生的氧化反应、腐蚀反应等，有利于延长探针的使用寿命。

附图说明

图1为本发明中的自带清洗功能的土壤检测探头的立体结构示意图。

图2-4为本发明中的自带清洗功能的土壤检测探头的平面剖视图，其中，

图2为清洗前的剖视图，图3-4为清洗过程中的剖视图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员很好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例和附图对本发明作进一步描述，但本发明的实施方式不仅限于此。

参见图1-4，本实施例中的自带清洗功能的土壤检测探头，包括安装壳体1、探针2和清洗机构，所述探针2贯穿于安装壳体1的内腔；其中，所述清洗机构包括用于对探针2进行初步清洗的第一清洗毛刷3、用于进行对探针2再次充分清洗的第二清洗毛刷4以及用于驱动探针2相对于第一清洗毛刷3和第二清洗毛刷4来回移动清洗的清洗驱动机构；所述第一清洗毛刷3和第二清洗毛刷4依次设置在安装壳体1的内腔中，且相贴包围在探针2位于安装壳体1内的一端上；所述第一清洗毛刷3设置于靠近探针2插入土壤中的一端，所述第二清洗毛刷4相对于第一清洗毛刷3具有更小的清洗间隙。具体地，所述第一清洗毛刷3为空心的圆柱状的橡胶毛刷，所述第二清洗毛刷4为海绵毛刷。

参见图1-4，所述安装壳体1的内腔设有初步清洗区1-1和再次清洗区1-2，所述第一清洗毛刷3和第二清洗毛刷4分别设置在初步清洗区1-1和再次清洗区1-2中。

参见图1-4，所述再次清洗区1-2中的两端设有密封环，所述探针2通过密封垫圈穿过密封环的内孔；所述再次清洗区1-2的侧壁上开设有两个与外界连通的清洗通道1-3，在清洗时，两个清洗通道1-3与外界的清洗液输送装置连通，该清洗液输送装置将清洗液(例如除锈液等)通进再次清洗区1-2中，所述第二清洗毛刷4在清洗液浸泡下对探针2进行洗刷。这样，在清洗液的浸泡下，第二清洗毛刷4可以彻底地对探针2和金属应变片进行清洗，将探针2表面的氧化物、锈迹和腐蚀物等附着物。另外，当探针2插在土壤进行工作时，可以采用塞子将清洗通道1-3塞住。

进一步，所述清洗液输送装置包括通入管道5、排出管道6以及用于提供清洗液和清洗水的清洗提供装置7，所述通入管道5和排出管道6分别与再次清洗区1-2中两个清洗通道1-3连接，先从通入管道5向再次清洗区1-2通入清洗液，所述第二清洗毛刷4对探针2进行刷除后，清洗液从排出管道6排出，再通入清洗水，对残留的清洗液进行冲洗，排出清洗水。具体地，所述清洗提供装置7可以采用现有技术中能够用于输送液体的输送机构。

在本实施例中，所述第一清洗毛刷3为空心的圆柱状的橡胶毛刷，其中心设有往轴心延伸的刷毛，所述探针2贯穿于第一清洗毛刷3的内腔。所述第二清洗毛刷4为海绵毛刷，设有两个，且对称设置；这样既能够实现对探针2的清洗，又能留有足够的空间让清洗液进入再次清洗区1-2，有利于充分清洗。

参见图1-4，所述清洗驱动机构包括用于提供动力的清洗驱动电机8和用于将动力传递至探针2上的清洗传动组件，所述清洗传动组件包括丝杆和丝杆螺母9。当然，所述清洗驱动机构也可以由驱动气缸构成，将驱动气缸固定设置在安装壳体1的外侧，伸缩杆与探针2固定连接即可。

进一步，所述探针2远离土壤的一端构成所述丝杆，所述丝杆螺母9通过轴承10转动连接在安装壳体1内，其内侧设有与丝杆配合的内螺纹，外侧设有从动齿轮结构，所述清洗驱动电机8的输送轴通过主动齿轮11与丝杆螺母9配合，其壳体固定在安装壳体1顶部的盖体12上。通过上述结构，在清洗驱动电机8的驱动下，丝杆螺母9进行转动，使得丝杆旋转地沿着安装壳体1的内腔进行移动，这样不仅能够完成伸缩移动，使得第一清洗毛刷3和第二清洗毛刷4对探针2进行刷除，还能进行螺旋轨迹的转动，使得第一清洗毛刷3和第二清洗毛刷4清洗得更加充分、彻底。

参见图1-4，本实施例中的土壤检测探头的工作原理是：

工作时，探针2插在土壤中，在长时间的使用过程中，探针2容易与土壤中的空气、水分和微量元素等发生氧化现象，从而导致锈化，为此，需要定期进行清洗工作。

将探针2拔出土壤后，开始进行清洗工作，清洗驱动机构驱动探针2沿着安装壳体1的内腔往回缩，使得探针2插在土壤中的一端缩进安装的内腔中。由于第一清洗毛刷3和第二清洗毛刷4依次设置在安装壳体1的内腔中，且均相贴包围在探针2位于安装壳体1内的一端上，在探针2移动的过程中，其外表面先后与第一清洗毛刷3和第二清洗毛刷4进行摩擦，由于第二清洗毛刷4相对于第一清洗毛刷3具有更小的清洗间隙，所以第一清洗毛刷3先初步将探针2上明显的氧化物或残留泥土清扫掉，第二清洗毛刷4再次对探针2上细微之处的氧化物等残留物进行清扫，通过前后两次的清洗，可以充分地将探针2上的氧化物、锈迹和腐蚀物进行清除，从而保证探针2可以进行精确的检测。

在实施应用过程中，当金属应变片运动到与第二清洗毛刷4接触时，清洗驱动电机8停止驱动，此时往通入清洗液，清洗驱动电机8再进行驱动，如图4；而且，清洗驱动电机8依次按照正转和反转交替进行，从而使得第二清洗毛刷4可以充分洗刷金属应变片。

上述为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。