一种用于青贮玉米种植的环境水分检测器

本发明具体涉及水分监测，具体是一种用于青贮玉米种植的环境水分检测器。

背景技术：

1、国内青贮玉米的品种类型主要有两类，一类是普通青贮玉米，主要以植株高大，生物产量和籽粒产量均较高的杂交种为主。如中北410、中原单32等；第二类是特用玉米，主要以高油青贮玉米为主。青贮玉米是按收获物和用途来进行划分的玉米三大类型(籽粒玉米、青贮玉米、鲜食玉米)之一;是指在适宜收获期内收酵的方法来制作青贮饲料以获包括果穗在内的地上全部绿色植株，并经切碎、加工,并适宜用青贮法饲喂牛、羊等为主的草食牲畜的一种玉米。

2、水是玉米一切生命活动的介质，与植株的生长发育和产量形成密切相关。需水量也称耗水量，是指玉米在一生中株间土壤蒸发和植株叶面蒸腾所消耗的水分总量。玉米不同生育时期，因植株大小、田间覆盖状况、叶面蒸腾和株间蒸发量的变化等，对水分的需求也不同：春玉米从出苗到拔节的幼苗期间，苗期需水量约占全生育期需水量的20%左右；玉米拔节后进入旺盛生长阶段，茎、叶增长量大，雌雄穗分化形成，是春玉米营养生长与生殖生长并进时期，此期需水量占总需水量的30%～40%；对水分要求较严格，为玉米需水“临界期”。此时如果水分不足，气温升高，空气干燥，抽雄后两三天内就会“晒花”，或雄穗抽不出，或抽雄延迟，造成严重减产。此期需水量占总需水量的17%～14%；灌浆成熟期此期是产量形成的重要阶段，需水量约占总需水量的20%～30%。

3、因此，青贮玉米对水分的要求极为严格，为了保证青贮玉米的含水量，需要对玉米的水分进行检测，传统的水分检测要么是对土壤内的水分进行检测，要么是对空气中的水分进行检测；由于玉米的根系较为发达，传统的检测只能实现简单的定点检测，无法模拟玉米根系的水分吸收方式进行检测，判断土壤中的水分是否均匀。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种用于青贮玉米种植的环境水分检测器，能够仿照玉米根系的生长方式在土壤中向四外探出水分测试探针，对周围土壤中的水分进行检测，在模拟玉米生长过程中实现植株周围水分的检测，观测，进而分析出土壤水分的分布是否均匀；以解决上述背景技术提出的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种用于青贮玉米种植的环境水分检测器，包括空气中水分检测的水分传感器和土壤中水分检测的土壤水分检测组件，所述的水分传感器和土壤水分检测组件均与控制器电性连接；所述的土壤水分检测组件包括四个呈环形阵列设置的弧形外壳，每个弧形外壳的内部配合安装有探测针驱动组件；四个所述的探测针驱动组件中间设有十字圆盘，该十字圆盘的四个臂上固定有下压件；每个所述的下压件分别对应贴合在探测针驱动组件上；

4、所述的十字圆盘套接在锥形头顶部的螺杆上，并且在十字圆盘和锥形头之间还设置有弹簧；所述的十字圆盘上方贴合在压盘的底部，该压盘还套接在锥形头顶部的螺杆上，并且压盘与旋转件卡接；所述的旋转件下端与锥形头上方的螺杆配合连接；

5、所述的探测针驱动组件包括与弧形外壳顶部固定的固定板，该固定板通过转轴活动连接有活动压板；所述的活动压板上开设有条形槽，并套接在圆管上；所述的圆管外部焊接有限位盘，并与活动压板相抵止，该圆管的下端嵌装有水分探测针，并与弧形外壳上开设的孔滑动连接。

6、作为本发明的进一步技术方案，所述的旋转件下端设为螺筒上，其顶部设有梅花手柄，并设置在圆形外壳内部，并可旋转；所述的圆形外壳下端与压盘通过螺钉固定。

7、作为本发明的进一步技术方案，每个所述的弧形外壳的上方均嵌装有一个母头连接器，每个所述的母头连接器的上方配合安装有公头连接器，多个所述的公头连接器呈环形阵列式排布在压盘的底部；所述的公头连接器上的数据线穿入圆形外壳后与控制器电性连接；所述的母头连接器上的数据线穿过圆管后与水分探测针电性连接。

8、作为本发明的进一步技术方案，多个所述的弧形外壳呈环形阵列式均布在十字固定块的四周，并且在十字固定块和弧形外壳的底部共同连接有连接盘；所述的连接盘的下方螺纹连接有锥形头。

9、作为本发明的进一步技术方案，所述的圆形外壳上端插接至固定筒中，并通过螺栓锁紧固定；所述的固定筒与稳定架焊接固定；所述的稳定架包括三角板，该三角板的三个角的位置活动连接有伸缩滑块；所述的伸缩滑块滑动连接在调整滑架中；所述的调整滑架下方与三角底座活动连接。

10、作为本发明的进一步技术方案，所述的稳定架的顶部通过法兰连接有竖杆，该竖杆上套接有固定架，在固定架上安装有控制器；所述的竖杆的顶部横向固定有横杆，该横杆上设置有水分传感器、摄像头和风向标。

11、作为本发明的进一步技术方案，所述的竖杆靠上位置还套接有侧支架，并通过螺栓固定，该侧支架上倾斜设置有光伏板；所述的光伏板与控制器电性连接。

12、作为本发明的进一步技术方案，所述的横杆顶部的中间位置还固定有捕集筒，在捕集筒内部设置有圆形网状盘，与捕集筒嵌装固定，在圆形网状盘的中间位置通过轴承活动连接有呈风叶状设置的捕集网板；所述的捕集筒下端连接有传输管，该传输管的另一端延伸至集水瓶中，该集水瓶套接在吊装环中；所述的吊装环与竖杆固定。

13、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

14、本发明，在使用的时候，首先将土壤水分检测组件通过固定筒与稳定架固定，并将土壤水分检测组件插入到土壤中，土壤水分检测组件内的水分探测针能够对土壤中的水分进行检测，水分传感器能够对空气中的水分进行检测，并将检测信息传输给控制器，控制器将测得的数据传输至电脑终端，以便工作人员对检测数据的分析；

15、本发明，弧形外壳和十字固定块的底部共同连接有连接盘，并且在连接盘下方螺纹连接有锥形头，锥形头的设置方便了土壤的破土，也方便土壤水分检测组件插入土壤中；当土壤水分检测组件插入土壤之后，转动旋转件使得旋转件与锥形头上的螺纹旋进配合，在旋进的同时会带动压盘下移，使得公头连接器与母头连接器相连接，而且压盘下方设置的圆筒则向下推动十字圆盘，安装在十字圆盘外侧的下压件触动探测针驱动组件，使得探测针驱动组件从弧形外壳中探出，并扦插到土壤中；

16、本发明，在下压件下移的时候，使得活动压板下压复位弹簧，并推动圆管带动水分探测针插入到土壤中，多个水分探测针呈环形阵列式排布，并扦插到土壤中，从而可模拟玉米根部向四外延伸根系的方式对土壤中的水分进行检测，通过这种植株模拟的方式来更好的确定玉米在生长过程中，其周围水分的分散情况，能够获得更有利的检测数据；

17、本发明，由于水分探测针均布在弧形外壳的锥形面上，与水平面有一定的夹角，如果直接将土壤水分检测组件插入土壤中或者从土壤中拔出的时候，会导致水分探测针的损坏，因此，在收起土壤水分检测组件的时候，先旋转旋转件，使得压盘上移，在弹簧的顶动下，使得下压件和十字圆盘上移，与此同时，复位弹簧也会顶动圆管，并将水分探测针收缩至弧形外壳的孔中，从而能够避免在拔出的时候对水分探测针造成损坏；

18、本发明，摄像头的设置能够对周围环境进行监视；通过风向标可判断田间风速对玉米秸秆生长的影响；在雾霾天或者露水天的时候，在风的吹动下，捕集网板发生旋转，并对潮湿空气中的水分子进行捕集，并滴落至捕集筒中，随后沿着传输管进入到集水瓶中，以便工作人员对该区域空气中水中所含物质进行分析。