(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211359508.1 (22)申请日 2022.11.02 (71)申请人 古丈县水木 丰华智能科技有限公司 地址 100031 北京市朝阳区白庙路甲1号名 苑雅居2-20 3室 (72)发明人 杨立　 (51)Int.Cl. G01N 33/24(2006.01) G01D 21/02(2006.01) G01L 5/00(2006.01) (54)发明名称 一种测量多层土壤的模块化张力传感器装 置 (57)摘要 本发明涉及一种测量多层土壤的模块化张 力传感器装置， 其特征在于， 所述模块化张力传 感器装置包括： 流体腔、 多介质测量腔体模块、 压 力传感器、 第一流体管路、 气体管路、 常闭出气 阀、 常闭进液阀、 连通阀、 第二流体管路、 驱动控 制单元、 数据处理单元、 数据存储单元、 数据发送 单元和数据接收单元。 本发明提供一种测量多层 土壤的模块化张力传感器装置， 其解决了测量多 层土壤装置操作繁琐和配置复杂的技术问题， 实 现了用一支压力传感器测量多层土壤张力值， 共 享一套液体补充和自校准外部设备， 大幅度降低 了测量多层土 壤张力所需的成本 。 权利要求书2页 说明书6页 附图1页 CN 115541850 A 2022.12.30 CN 115541850 A 1.一种测量多层土壤的模块化张力传感器装置， 其特征在于， 所述模块化张力传感器 装置包括： 流体腔、 多介质测量腔体模块、 压力传感器、 第一流体管路、 气体管路、 常闭出气 阀、 常闭进 液阀、 连通阀、 第二流体管路、 驱动控制单元、 数据处理单元、 数据存储单元、 数据 发送单元和数据接收单 元； 流体腔顶部分别设置第一流体管路和气体管路， 其中， 第一流体管路一端通过常闭进 液阀连接流体腔， 第一流体管路另一端连接补液箱， 补 充流体腔内液体； 气 体管路一端通过 常闭出气阀连接流体腔， 气体管路另一端连接真空泵， 真空泵抽取流体腔内混入的 的气体； 流体腔底部设置压力传感器， 压力传感器通过电路连接数据处理单元， 数据处理单元 电连接数据存 储单元； 流体腔底部还设置多个常闭的连通阀， 每个连通阀通过第 二流体管路连接多介质测量 腔体模块； 常闭出气阀、 常闭进液阀、 连通阀分别通过驱动控制单元连接数据处理单元， 数据处理 单元通过驱动控制单 元分别向常闭出气阀、 常闭进液阀和连通阀发送开启闭合命令； 数据发送单元和分别连接数据处理单元， 数据处理单元通过数据接收单元接收远程服 务器端发送的驱动控制命令， 数据处理单元通过数据发送单元将数据存储 单元内的数据发 送至远程 服务器端。 2.如权利要求1所述的测量多层土壤的模块化张力传感器装置， 其特征在于： 所述多介 质测量腔体模块下 方插设多孔陶瓷介质， 多孔陶瓷介质接触土壤； 所述流体腔内的液体通过开启的连通阀进入所述多介质测量腔体模块， 然后通过多孔 陶瓷介质与土壤进行 水分交换达 到水势平衡。 3.如权利要求2所述的测量多层土壤的模块化张力传感器装置， 其特征在于： 所述多介 质测量腔体模块内设置土壤电导率传感器、 温度传感器和pH传感器， 分别收集多介质测量 腔体模块内EC值、 温度值和pH值， 土壤电导率传感器、 温度传感器和pH传感器 分别电连接所 述数据处 理单元。 4.如权利要求2所述的测量多层土壤的模块化张力传感器装置， 其特征在于： 所述多介 质测量腔体模块内设置液位传感器， 所述液位传感器连接所述数据 处理单元， 发送所述多 介质测量腔 体模块的液位数值至所述数据处理单元， 所述数据处理单元对 所述多介质测量 腔体模块的液位数值进行判断计算。 5.如权利要求1所述的测量多层土壤的模块化张力传感器装置， 其特征在于： 所述模块 化张力传感器装置还包括定位单元， 所述数据 处理单元连接定位单元， 所述数据 处理单元 将定位数据通过 所述数据发送单 元发送至远程 服务器端。 6.如权利要求1 ‑5任一项所述的测量多层土壤的模块化张力传感器装置， 其特征在于： 所述模块化张力传感器装置测量多层土壤水分状态时， 所述远程服务器端依次通过所述数 据接收单元和数据 处理单元向所述驱动控制单元发送开启第N个连通阀的驱动控制命令， 第N个连通阀与其相对应的待测量层多介质测 量腔体模块连通， 所述流体腔 内的液体通过 所述第二流体管路进入待测量层多介质测量腔体模块内， 并与待测量层多介质测量腔体模 块内的液体融合， 待测量层多介质测量腔体与流体腔 内的压力值达到平衡， 所述压力传感 器测量的压力值即为待测量层相对应的张力值， 所述压力 传感器将张力值发送至所述数据 处理单元， 所述数据处 理单元将张力值分别发送至所述数据发送单 元和数据存 储单元。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115541850 A 27.如权利要求6所述的测量多层土壤的模块化张力传感器装置， 其特征在于： 当第N个 多介质测 量腔体模块的液位数值小于或等于预设下限液位阈值时， 首先， 所述数据 处理单 元向所述驱动控制单元发送开启第N个连通阀的驱动控制命令， 所述流体腔通过第N个连通 阀与第N个多介质测量腔 体模块连接， 所述流体腔内的液体通过所述第二流体管路进入第N 个多介质测量腔体模块； 然后， 所述数据 处理单元向所述驱动控制单元发送打开所述常闭 进液阀的驱动控制命令， 补液箱内的液体通过所述第一流体管路进入 所述流体腔； 之后， 所 述数据处理单元向所述 驱动控制单元发送打开所述常闭出气阀的驱动控制命令， 所述真空 泵通过所述气 体管路抽取所述流体腔内的气 体； 当所述压力传感器测量的压力值大于或等 于预设压力阈值时， 所述数据处理单元向所述驱动控制单元发送关闭所述常闭出气阀、 常 闭进液阀和第N个连通阀的驱动控制命令 。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115541850 A 3