本實用新型涉及一種物體內含水量感知裝置及自動澆灌裝置，尤其是土壤含水量的感知和自動澆灌裝置。

背景技術：

水既是維持生命不可缺少的物質，也是生產(chǎn)和生活中應用廣泛的工具。種植，養(yǎng)殖，清潔，稀釋，加濕，供暖，制冷，原子能發(fā)電等都離不開水。

為了節(jié)約用水，需要提供一種自動按需供水裝置。有數(shù)據(jù)表明，使用物體含水量傳感器實現(xiàn)按需澆水的話，可以節(jié)約2/3的灌溉用水。

比如，隨著旅游熱的升溫，每次夏天全家出行時，家中種植的花卉等的澆水就成了問題。現(xiàn)有的自動定時澆水裝置貴，而且多要求穩(wěn)定的水源和電源。這個條件對于居住在樓房在窗臺和陽臺養(yǎng)花的大多數(shù)家庭來說，是無法滿足的。使用水箱供水電池供電對于節(jié)水節(jié)電要求高，需要土壤濕度感知及自動澆水裝置。

又比如，近年由于深層地下水的過量開采，造成城市地區(qū)地面沉降，甚至出現(xiàn)突然人行道坍塌，行人消失的事件。為此政府一方面號召市民節(jié)水，一方面嚴格限制郊區(qū)農(nóng)業(yè)灌溉用大功率機井新建。可隨著城市人口的增長，對農(nóng)產(chǎn)品的需求在增加，單純限制農(nóng)業(yè)用水會加重對外地農(nóng)產(chǎn)品的依賴。如果大量農(nóng)產(chǎn)品不得不從外地運進，交通擁堵和大氣污染等問題就會更加嚴重。

問題在于，目前物體含水量感知裝置及自動澆灌裝置或壽命只有數(shù)周或每個成本高達數(shù)千元，根本無法在日常生活及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中普及。

技術實現(xiàn)要素：

在本實用新型的目的在于提供一種成本低，耗電少，使用壽命長的物體內含水量感知裝置。

實驗發(fā)現(xiàn)，影響其壽命的腐蝕問題主要發(fā)生在與被測物體（例如土壤）接觸的高電位端的測試電極，且腐蝕速度與電極的材質及電流值有很大關系。

本實用新型的技術方案如下：

一種物體內含水量感知裝置，包括與被測物體接觸的第一導體和第二導體，其特征是：第一導體連接于電源正極與被測物體之間，第二導體連接于電源負極與被測物體之間，在第一導體與電源正極之間和/或在第二導體與電源負極之間設置有電阻，所述電阻與第一導體或者第二導體連接點的電壓作為測量信號。

進一步的，所述電阻的阻值在200千歐以上。

進一步的，所述第一導體包括不銹鋼針或不銹鋼絲，該不銹鋼針或不銹鋼絲通過電子連接器與導線連接，該導線與所述電阻連接。

進一步的，所述第一導體包含導線，且導線上與被測物體接觸的部分有成分包含金屬鉻或金屬鎳的合金涂層。

進一步的，所述被測物體為土壤。

進一步的，感知裝置還包括電源和對所述測量信號進行處理及變換的信號處理裝置，該信號處理裝置包括本地控制信號輸出端子和無線信號收發(fā)天線。

進一步的，感知裝置還包含顯示裝置，將感知結果以肉眼能看見的形式提供出來。

本實用新型還提供一種自動澆灌裝置，包括前面所述的物體內含水量感知裝置，還包括設定裝置、控制電路、驅動電路、水泵，在設定條件下，所述控制電路根據(jù)感知裝置的測量信號控制水泵對所述被測物體進行澆灌。

進一步的，水泵從水箱或蓄水池取水，經(jīng)過濾器和逆向止流閥供水給所述被測物體，多余的水或雨水經(jīng)回水口回流至水箱或蓄水池。

進一步的，自動澆灌裝置還包括太陽能電池和充電控制電路，用于給各種用電裝置的電源充電。

下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。

附圖說明

圖1是本實用新型物體含水量感知裝置的實施例1示意圖。

圖2是本實用新型物體含水量感知裝置的實施例2、3、4示意圖。

圖3是本實用新型物體含水量感知裝置的實施例1至4電路原理圖。

圖4是本實用新型自動澆灌裝置的實施例示意圖。

圖中101.外部電源正極接入端。

圖中102.信號輸出端。

圖中103.外部電源負極接入端。

圖中104.電阻。

圖中105.電子連接器。

圖中106.合金絲。

圖中107.導線。

圖中201.接線箱。

圖中202.導線。

圖中203.熱縮管。

圖中204.電子連接器。

圖中205.合金絲。

圖中206.電子連接器外殼。

圖中207.插針。

圖中208.電阻。

圖中209.合金涂層。

圖中301.水測定部。

圖中302.數(shù)據(jù)處理及電源部。

圖中303.電源負極接入點。

圖中304.信號輸出點。

圖中305.電源正極接入點。

圖中306.數(shù)據(jù)處理模塊。

圖中307.天線。

圖中308.本地控制信號輸出。

圖中309.電阻。

圖中310.土壤。

圖中401.土壤。

圖中402.不銹鋼絲。

圖中403.天線。

圖中404.電源電路。

圖中405.太陽能電池板。

圖中406.處理單元。

圖中407.固定裝置。

圖中408.電阻和信號裝置。

圖中409.接線箱。

圖中410.顯示及設定裝置。

圖中411.運算電路。

圖中412.驅動電路。

圖中413.水泵。

圖中414.進水過濾器。

圖中415.逆流防止閥。

圖中416.防水裝置。

圖中417.遮陽裝置。

圖中418.水箱或蓄水池。

圖中419.注水口。

圖中420.出水口。

圖中421.回水口。

具體實施方式

本實用新型提供一種長壽命且低耗電的電阻型物體含水量傳感器。本實用新型的物體含水量傳感器包含兩根導線，一個阻值為200千歐以上的大電阻，一小段細不銹鋼絲，一個電子連接器。一根導線的一端通過大電阻和電源正極或負極連接，由此端輸出電壓信號，根據(jù)此信號獲知被測物體的電阻，進而根據(jù)土壤類型等推知物體含水量；另一根導線一端與電源負極或正極相接。與電源正極連接的導線通過電子連接器與不銹鋼絲連接；使用時只有不銹鋼絲及與電源負極連接的導線的另外一端放入被測物中。在不銹鋼絲腐蝕到一定程度的時候，可以通過更換新的讓傳感器性能恢復。也可以僅在與正極連接的導線前端用含鎳的無鉛焊錫上一層涂層，如此可省去電子連接器和不銹鋼絲。

可在傳感器中加入對信號進行處理及變換裝置。如包含顯示（液晶屏或LED）或通信功能（802.15，802.11，GPRS等）的處理模塊和電源電路（可以包括電池，直流變壓電路，充放電控制電路和太陽能電池板），以及固定支架等用于固定及防盜等。如此可省去對外部電源的要求及長距離布線的麻煩，感知結果人肉眼可以直接觀察。

對于自動澆灌裝置，還可以加入水箱和水泵，如此可以在發(fā)現(xiàn)缺水時及時補充水，并省去對外部水源的要求。

本實用新型實施例1如圖1所示，包括兩根不同顏色有絕緣皮的導線107。第一根導線107一端直接與200千歐以上電阻104連接，電阻104的另一端與電源正極接入端101連接，該導線107的另一端通過電子連接器105與不銹鋼絲或不銹鋼針106連接，不銹鋼絲或不銹鋼針106插入土壤。第二根導線的一端103作為外部電源負極接入端，另一端直接埋入土壤。第一根導線107與電阻104具有連接點102，由此端輸出電壓信號，根據(jù)此信號獲知被測土壤的電阻，進而推知土壤含水量。

本實用新型實施例2如圖2上部所示，帶絕緣皮的導線202一端接入接線箱201，另一端通過電子連接器204與不銹鋼絲或不銹鋼針205連接，不銹鋼絲或不銹鋼針205插入土壤。電子連接器204包覆熱縮管203加以保護。接線箱201的另一側引出三根線，分別是電源正極連接線、電源負極連接線，測量信號輸出線。在接線箱201中，一根導線202通過電阻208與電源正極連接線連接，測量信號線連接在該導線202與電阻208的連接點處。

本實用新型實施例3如圖2中間所示，導線202與不銹鋼絲或不銹鋼針的連接處也可不用熱縮管，而用電子連接器殼206對電子連接器做絕緣。也可在導線202的一端接上硬針207，與電阻208一起提供。使用時硬針207與電阻208直接插入面包板，再通過面包板引出電源正極連接線、電源負極連接線，測量信號輸出線。

本實用新型實施例4如圖2下部所示，在導線202的一端接上硬針207，與電阻208一起提供。使用時硬針207與電阻208直接插入面包板，再通過面包板引出電源正極連接線、電源負極連接線，測量信號線。導線202連接土壤的一端不再與不銹鋼絲或不銹鋼針連接，而是在導線的表面涂覆合金涂層209。

如圖3所示的電路原理圖，以上各實施例中引出的電源正極連接線接到主電路板上的接線端305、電源負極連接線接到主電路板上的接線端303，測量信號輸出線接到主電路板上的接線端304。數(shù)據(jù)處理模塊306對測量信號進行處理和轉換，然后從本地控制信號輸出端308輸出，也可從天線307輸出無線信號。

如此通過串接大電阻降低電流并使用合金材料，降低了腐蝕速度，并可以部分更換，有效解決了腐蝕導致傳感器壽命過短的問題，且由于消費電流很小適用于使用電池，且結構簡單，成本低，不易出故障。

本實用新型的自動澆灌裝置實施例，如圖4所示，合金針402一端插入土壤401中，另一端通過電子連接器與導線408連接。導線接入上有防水裝置416和遮陽裝置

的接線箱409，處理單元406包含演算電路411，電源電路404負責為處理單元406及水泵413和驅動電路412供電。電源電路404內含電池和充放電控制電路和電壓變換電路，還可包括太陽能電池405。固定架407負責將裝置位置固定于水箱或蓄水池上，設置于戶外時可起防盜作用。水泵413由出水口420經(jīng)進水過濾器414從水箱或蓄水池418取水，經(jīng)逆向止流閥415供水給土壤401，多余的水及雨水等經(jīng)回水口421回流至水箱?？梢酝ㄟ^進水口419為蓄水池或水箱補水。有遮陽裝置417保護。顯示及設定裝置410用于顯示土壤含水量等參數(shù)，并可設定自動澆灌的控制參數(shù)。參數(shù)設定和或運行監(jiān)控可以通過天線403遠程完成。

如此可以解決自動澆水所需的水源和電源的問題，不僅可以解決全家旅游的后顧之憂，而且可使灌溉節(jié)水和城市發(fā)展兩者得以兼顧。