田间实验土壤水分监测装置及其监测方法与流程

本发明涉及土壤监测，尤其涉及田间实验土壤水分监测装置及其监测方法。

背景技术：

1、壤水分是农业种植监测的重要数据源，粗略的根据根部一个周期内土壤水分和土壤农业水文特性判断植物是否具有可用土壤水分，具有一定物理意义，在时空尺度上具有可比性，原理简单，是一种简单可行的干旱监测方式，但是，土壤水分的数据源主要是分辨率十分低的被动微波土壤水分产品或者是精度相对较低的同化产品，粗糙分辨率难以实现空间差异更为细致的干旱监测，尤其对于空间异质性较强的区域，因此，如何表达高空间分辨率的土壤水分亏缺状况，成为一个非常重要的问题。

2、现有技术中对于土壤内水分的检测主要用于检测分析土壤中水分含量，无法精准的测量植物在生长过程中根系的水含量，植物之间的吸水量不同，土壤中水分过多会使植物根系腐烂，过少又无法保证植物能够正常的生长，区域性的检测无法检测根系附近图让步中水分的含量，实验田植物生长变量增多。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的田间实验土壤水分监测装置及其监测方法。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：田间实验土壤水分监测装置，包括顶板，所述顶板下端连接有支撑杆，所述支撑杆之间安装有移动板，所述移动板上安装有电机，所述电机输出端连接有旋转筒，所述旋转筒下端连接有锥头，所述旋转筒表面上连接有螺旋叶片，所述旋转筒内安装有液位传感器，所述顶板上安装有控制器，所述控制器上安装有信号接收器，所述锥头上安装有定位检测头，所述控制器与电机、液位传感器、定位检测头、信号接收器连接。

3、优选的，所述支撑杆上设有滑槽，所述滑槽内安装有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆输出端连接有滑块，所述滑块与移动板连接，所述电动伸缩杆与控制器连接。

4、优选的，所述锥头上设有进水孔，所述锥头与旋转筒之间安装有滤网。

5、优选的，所述移动板下端安装有红外线测距仪，所述红外线测距仪与控制器连接。

6、优选的，所述旋转筒上设有通孔。

7、优选的，所述支撑杆下端连接有固定锥。

8、优选的，田间实验土壤水分监测方法包括如下步骤：

9、步骤一：将该装置移动到试验田土壤上，并将带有固定锥的支撑杆插入土壤中；

10、步骤二：控制电机工作将旋转筒插入到土壤中；

11、步骤三：定位检测头检测植物根系顶端位置，并控制电机工作使锥头与植物根系顶端位置相对应；

12、步骤四：读取旋转筒中液位传感器的数值，根据植物生长面积以及深度，计算该片植物生长土壤中的水。

13、本发明具有如下有益效果：

14、1、本发明中，通过定位检测头检测植物根系顶端位置，将信号输送至控制器，控制器控制电机工作，使锥头始终保持在与根系顶端持平的位置，检测植物生长过程中根系附近的水量，根据液位传感器上记录的数值以及植物生长面积和旋转筒插入深度，计算算出该片土壤水分，相较于现有技术而言，这种方法能够更加精准且及时的计算土壤水分，更有利于植物的生长。

15、2、本发明中，首先通过电机工作带动旋转筒旋转，配合锥头以及螺旋叶片的使用，使旋转筒插进试验田土壤中，土壤中的水分沿着进水孔进入到旋转筒中被液位传感器记录，当该片土壤中的水分比例超出正常数值时，将旋转筒中的水抽出，当水分不能达到植物生长标准时，则向植物灌溉，能够快速准确的检测，保证实验田内的植物能够正常生长。

技术特征：

1.田间实验土壤水分监测装置，包括顶板(1)，其特征在于：所述顶板(1)下端连接有支撑杆(2)，所述支撑杆(2)之间安装有移动板(3)，所述移动板(3)上安装有电机(4)，所述电机(4)输出端连接有旋转筒(5)，所述旋转筒(5)下端连接有锥头(6)，所述旋转筒(5)表面上连接有螺旋叶片(7)，所述旋转筒(5)内安装有液位传感器(9)，所述顶板(1)上安装有控制器(10)，所述控制器(10)上安装有信号接收器(14)，所述锥头(6)上安装有定位检测头(12)，所述控制器(10)与电机(4)、液位传感器(9)、定位检测头(12)、信号接收器(14)连接。

2.根据权利要求1所述的田间实验土壤水分监测装置，其特征在于：所述支撑杆(2)上设有滑槽(21)，所述滑槽(21)内安装有电动伸缩杆(22)，所述电动伸缩杆(22)输出端连接有滑块(23)，所述滑块(23)与移动板(3)连接，所述电动伸缩杆(22)与控制器(10)连接。

3.根据权利要求1所述的田间实验土壤水分监测装置，其特征在于：所述锥头(6)上设有进水孔(16)，所述锥头(6)与旋转筒(5)之间安装有滤网(8)。

4.根据权利要求1所述的田间实验土壤水分监测装置，其特征在于：所述移动板(3)下端安装有红外线测距仪(13)，所述红外线测距仪(13)与控制器(10)连接。

5.根据权利要求1所述的田间实验土壤水分监测装置，其特征在于：所述旋转筒(5)上设有通孔(15)。

6.根据权利要求1所述的田间实验土壤水分监测装置，其特征在于：所述支撑杆(2)下端连接有固定锥(11)。

7.根据权利要求1-6任意一项所述监测装置的田间实验土壤水分监测方法，其特征在于：包括如下步骤：

技术总结
本发明公开了田间实验土壤水分监测装置，包括顶板，所述顶板下端连接有支撑杆，所述支撑杆之间安装有移动板，所述移动板上安装有电机，所述电机输出端连接有旋转筒，所述旋转筒下端连接有锥头，所述旋转筒表面上连接有螺旋叶片，所述旋转筒内安装有液位传感器，所述顶板上安装有控制器，所述控制器上安装有信号接收器，所述锥头上安装有定位检测头。本发明中，通过定位检测头检测植物根系顶端位置，使锥头始终保持在与根系顶端持平的位置，根据液位传感器上记录的数值以及植物生长面积和旋转筒插入深度，计算算出该片土壤水分，这种方法能够更加精准且及时的计算土壤水分，更有利于植物的生长。

技术研发人员：杨红林,雒富春,吴东艳,张洁,姚富国,宋自强,李江林,陈菲,霍升鹏,刘璐,温雅洁,袁鹏飞
受保护的技术使用者：甘肃金粟农业科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/11/11