一種土壤導氣率測量儀的製作方法
2023-06-16 09:31:56 2
專利名稱：一種土壤導氣率測量儀的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種測量裝置，尤其涉及一種土壤導氣率測量儀，屬於土壤測量領域。
背景技術：
在農業領域中，土壤導氣率是土壤的重要物理特性，它說明土壤的透水透氣能力、 土壤結構性的好壞和土壤大小孔隙的組成情況。現在農田種植主要靠經驗。土壤導氣率的測量具有以下意義一、準確的測量出土壤的導氣率，為農田種植研究工作和指導農業生產提供信息。二、為植物的種植及灌溉提供參考數據。三、了解土壤性質的變化，針對性的做出相應的措施。目前國內類似測量土壤性能的儀器功能比較單一，例如，土壤緊實度測量儀，只能測量土壤的硬度和緊實度。而國外有可實現多功能測量土壤導氣率的產品，但採用恆壓測量，即需要一個笨重的空氣壓縮機，價格昂貴，不宜在郊外測量。
發明內容
本發明的目的是克服現有技術功能單一、只能採用恆壓測量，價格昂貴並且笨重的缺點，提供一種體積小、成本低、可攜式、並且顯示直觀的土壤導氣率測量儀。本發明解決上述技術問題的技術方案如下一種土壤導氣率測量儀，包括檢測模塊、單片機、存儲顯示模塊、電源模塊和控制模塊；所述檢測模塊檢測信號，並將信號傳輸至單片機；所述單片機將信號轉換為數據並計算，並控制存儲顯示模塊存儲和顯示數據；所述存儲顯示模塊與單片機雙向數據連接，所述存儲顯示模塊存儲單片機傳輸的數據及計算結果並顯示；所述電源模塊為檢測模塊、單片機和存儲顯示模塊供電；所述控制模塊控制單片機接收信號和傳輸數據，並通過控制單片機控制存儲顯示模塊存儲和顯示數據。本發明的有益效果是本發明所述測量儀具有體積小、成本低、可攜式、顯示直觀的優點，採用集成了多路模數轉換的單片機，電路設計簡單，功耗低，採用液晶屏人機界面更直觀，能夠存儲若干次採集的信號，並可以通過USB接口發送給上位機保存、顯示和分析，採用電池供電的方式便於野外檢測，並可以計算出不同壓強下的土壤導氣率。在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進。進一步，所述檢測模塊包括環境檢測單元和土壤檢測單元，所述環境檢測單元檢測空氣中的相對溼度和溫度信號，並將檢測的信號傳輸至單片機，所述土壤檢測單元檢測壓力和溫度信號，並將檢測的信號傳輸至單片機。進一步，所述土壤檢測單元包括圓柱形的空氣艙、壓力傳感器和溫度傳感器，所述壓力傳感器和溫度傳感器置於空氣艙內，所述壓力傳感器檢測空氣艙內部壓力並傳輸至單片機，所述溫度傳感器檢測空氣艙內部溫度並傳輸至單片機。
進一步，所述單片機包括至少兩路模數轉換單元、CPU和存儲單元，所述模數轉換單元分別接收空氣艙內的壓力傳感器和溫度傳感器傳輸的信號，將傳輸的信號轉換成數字數據，所述模數轉換單元接收環境檢測單元傳輸的模擬信號轉換為數字數據，並將數字數據經CPU計算後存儲至存儲單元，所述CPU根據模數轉換單元傳輸的數字數據計算出土壤導氣率，或根據讀取的模數轉換單元轉換的數字數據和讀取的環境檢測單元檢測的數字數據計算出土壤導氣率。土壤導氣率指單位時間內，通過土壤單位面積的氣體質量的多少。所述環境檢測單元檢測的環境溫度用於修正環境溼度，所述環境檢測單元檢測的環境溼度用於修正當前溼度下的空氣摩爾質量，空氣艙內各參量之間的關係滿足理想氣體狀態方程
權利要求
1.一種土壤導氣率測量儀，其特徵在於，包括檢測模塊、單片機、存儲顯示模塊、電源模塊和控制模塊，所述檢測模塊檢測信號，並將信號傳輸至單片機；所述單片機將信號轉換為數據並計算，控制存儲顯示模塊存儲和顯示數據；所述存儲顯示模塊與單片機雙向數據連接，所述存儲顯示模塊存儲單片機傳輸的數據及計算結果並顯示；所述電源模塊為檢測模塊、單片機和存儲顯示模塊供電；所述控制模塊控制單片機接收信號和傳輸數據，並通過控制單片機控制存儲顯示模塊存儲和顯示數據。
2.根據權利要求1所述的土壤導氣率測量儀，其特徵在於，所述檢測模塊包括環境檢測單元和土壤檢測單元，所述環境檢測單元檢測空氣中的相對溼度和溫度信號，並將檢測的信號傳輸至單片機，所述土壤檢測單元檢測壓力和溫度信號，並將檢測的信號傳輸至單片機。
3.根據權利要求2所述的土壤導氣率測量儀，其特徵在於，所述土壤檢測單元包括圓柱形的空氣艙、壓力傳感器和溫度傳感器，所述壓力傳感器和溫度傳感器置於空氣艙內，所述壓力傳感器檢測空氣艙內部壓力並傳輸至單片機，所述溫度傳感器檢測空氣艙內部溫度並傳輸至單片機。
4.根據權利要求3所述的土壤導氣率測量儀，其特徵在於，所述單片機包括至少四路模數轉換單元、CPU和存儲單元，所述模數轉換單元分別接收檢測模塊中環境檢測單元、空氣艙內的壓力傳感器和溫度傳感器傳輸的信號，將傳輸的信號轉換成數字數據，所述CPU 根據讀取的模數轉換單元轉換的數字數據計算出土壤導氣率，並將模數轉換單元傳輸的數字數據和土壤導氣率保存至存儲顯示模塊。
5.根據權利要求3所述的土壤導氣率測量儀，其特徵在於，所述單片機包括至少兩路模數轉換單元、CPU和存儲單元，所述模數轉換單元接收空氣艙內的壓力傳感器和溫度傳感器傳輸的信號，將傳輸的信號轉換成數字數據，所述CPU根據讀取的模數轉換單元轉換的數字數據和讀取的環境檢測單元檢測的數字數據計算出土壤導氣率，並將模數轉換單元傳輸的數字數據和土壤導氣率保存至存儲顯示模塊。
6.根據權利要求4或5所述的土壤導氣率測量儀，其特徵在於，所述存儲顯示模塊包括液晶顯示器、數據暫存器、日曆時鐘電路和EEPR0M，所述液晶顯示器接收單片機傳輸的數據並顯示，所述數據暫存器接收單片機傳輸的數據並暫時保存，所述日曆時鐘電路實時記錄時間信息並與對應時間點單片機所傳輸的數據共同顯示在液晶顯示器上並存入EEPR0M，所述EEPROM內保存的測量數據和對應時間數據可根據控制模塊的操作指令進行調用。
7.根據權利要求6所述的土壤導氣率測量儀，其特徵在於，所述電源模塊包括電池模塊和DC-DC轉換電路，所述電池模塊通過DC-DC轉換電路轉換電壓後為檢測模塊的各個部件、單片機和存儲顯示模塊的各個部件供電。
8.根據權利要求7所述的土壤導氣率測量儀，其特徵在於，所述電池模塊用於安裝電池。
9.根據權利要求7或8所述的土壤導氣率測量儀，其特徵在於，所述控制模塊由按鍵模塊構成，所述按鍵模塊控制單片機轉換和傳輸數據，並調用EEPROM中的數據通過存儲顯示模塊查看。
10.根據權利要求7或8所述的土壤導氣率測量儀，其特徵在於，所述控制模塊包括 USB接口和計算機，所述USB接口接收單片機傳輸的EEPROM存儲的數據並上傳至計算機，所述計算機通過USB接口控制單片機轉換、計算和傳輸數據，所述計算機通過USB接口為檢測模塊、單片機、存儲顯示模塊供電。
全文摘要
本發明涉及一種土壤導氣率測量儀，包括檢測模塊、單片機、存儲顯示模塊、電源模塊和控制模塊，所述檢測模塊檢測信號，並將信號傳輸至單片機；所述單片機將信號轉換為數據並計算；所述存儲顯示模塊與單片機雙向數據連接，所述存儲顯示模塊存儲單片機傳輸的數據及計算結果並顯示；所述電源模塊為檢測模塊、單片機和存儲顯示模塊供電；所述控制模塊控制單片機接收信號和傳輸數據。本發明所述測量儀具有體積小、成本低、可攜式、顯示直觀的優點，採用集成了多路模數轉換的單片機，電路設計簡單，功耗低，採用液晶屏人機界面更直觀，能夠存儲若干次測量的數據，並可以通過USB接口發送給上位機保存、顯示和分析，採用電池供電的方式便於野外檢測。
文檔編號G01N15/08GK102519854SQ20111040034
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月6日 優先權日2011年12月6日
發明者程月波, 陳勇 申請人:魯東大學