專利名稱：一種土壤導(dǎo)氣率測量儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測量裝置，尤其涉及一種土壤導(dǎo)氣率測量儀，屬于土壤測量領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中，土壤導(dǎo)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(jié)構(gòu)性的好壞和土壤大小孔隙的組成情況?，F(xiàn)在農(nóng)田種植主要靠經(jīng)驗(yàn)。土壤導(dǎo)氣率的測量具有以下意義一、準(zhǔn)確的測量出土壤的導(dǎo)氣率，為農(nóng)田種植研究工作和指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供信息。二、為植物的種植及灌溉提供參考數(shù)據(jù)。三、了解土壤性質(zhì)的變化，針對性的做出相應(yīng)的措施。目前國內(nèi)類似測量土壤性能的儀器功能比較單一，例如，土壤緊實(shí)度測量儀，只能測量土壤的硬度和緊實(shí)度。而國外有可實(shí)現(xiàn)多功能測量土壤導(dǎo)氣率的產(chǎn)品，但采用恒壓測量，即需要一個(gè)笨重的空氣壓縮機(jī)，價(jià)格昂貴，不宜在郊外測量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)功能單一、只能采用恒壓測量，價(jià)格昂貴并且笨重的缺點(diǎn)，提供一種體積小、成本低、便攜式、并且顯示直觀的土壤導(dǎo)氣率測量儀。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下一種土壤導(dǎo)氣率測量儀，包括檢測模塊、單片機(jī)、存儲(chǔ)顯示模塊、電源模塊和控制模塊；所述檢測模塊檢測信號(hào)，并將信號(hào)傳輸至單片機(jī)；所述單片機(jī)將信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)并計(jì)算，并控制存儲(chǔ)顯示模塊存儲(chǔ)和顯示數(shù)據(jù)；所述存儲(chǔ)顯示模塊與單片機(jī)雙向數(shù)據(jù)連接，所述存儲(chǔ)顯示模塊存儲(chǔ)單片機(jī)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)及計(jì)算結(jié)果并顯示；所述電源模塊為檢測模塊、單片機(jī)和存儲(chǔ)顯示模塊供電；所述控制模塊控制單片機(jī)接收信號(hào)和傳輸數(shù)據(jù)，并通過控制單片機(jī)控制存儲(chǔ)顯示模塊存儲(chǔ)和顯示數(shù)據(jù)。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明所述測量儀具有體積小、成本低、便攜式、顯示直觀的優(yōu)點(diǎn)，采用集成了多路模數(shù)轉(zhuǎn)換的單片機(jī)，電路設(shè)計(jì)簡單，功耗低，采用液晶屏人機(jī)界面更直觀，能夠存儲(chǔ)若干次采集的信號(hào)，并可以通過USB接口發(fā)送給上位機(jī)保存、顯示和分析，采用電池供電的方式便于野外檢測，并可以計(jì)算出不同壓強(qiáng)下的土壤導(dǎo)氣率。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。進(jìn)一步，所述檢測模塊包括環(huán)境檢測單元和土壤檢測單元，所述環(huán)境檢測單元檢測空氣中的相對濕度和溫度信號(hào)，并將檢測的信號(hào)傳輸至單片機(jī)，所述土壤檢測單元檢測壓力和溫度信號(hào)，并將檢測的信號(hào)傳輸至單片機(jī)。進(jìn)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于空氣艙內(nèi)，所述壓力傳感器檢測空氣艙內(nèi)部壓力并傳輸至單片機(jī)，所述溫度傳感器檢測空氣艙內(nèi)部溫度并傳輸至單片機(jī)。
進(jìn)一步，所述單片機(jī)包括至少兩路模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、CPU和存儲(chǔ)單元，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換單元分別接收空氣艙內(nèi)的壓力傳感器和溫度傳感器傳輸?shù)男盘?hào)，將傳輸?shù)男盘?hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換單元接收環(huán)境檢測單元傳輸?shù)哪M信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，并將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)經(jīng)CPU計(jì)算后存儲(chǔ)至存儲(chǔ)單元，所述CPU根據(jù)模數(shù)轉(zhuǎn)換單元傳輸?shù)臄?shù)字?jǐn)?shù)據(jù)計(jì)算出土壤導(dǎo)氣率，或根據(jù)讀取的模數(shù)轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)換的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)和讀取的環(huán)境檢測單元檢測的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)計(jì)算出土壤導(dǎo)氣率。土壤導(dǎo)氣率指單位時(shí)間內(nèi)，通過土壤單位面積的氣體質(zhì)量的多少。所述環(huán)境檢測單元檢測的環(huán)境溫度用于修正環(huán)境濕度，所述環(huán)境檢測單元檢測的環(huán)境濕度用于修正當(dāng)前濕度下的空氣摩爾質(zhì)量，空氣艙內(nèi)各參量之間的關(guān)系滿足理想氣體狀態(tài)方程
權(quán)利要求
1.一種土壤導(dǎo)氣率測量儀，其特征在于，包括檢測模塊、單片機(jī)、存儲(chǔ)顯示模塊、電源模塊和控制模塊，所述檢測模塊檢測信號(hào)，并將信號(hào)傳輸至單片機(jī)；所述單片機(jī)將信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)并計(jì)算，控制存儲(chǔ)顯示模塊存儲(chǔ)和顯示數(shù)據(jù)；所述存儲(chǔ)顯示模塊與單片機(jī)雙向數(shù)據(jù)連接，所述存儲(chǔ)顯示模塊存儲(chǔ)單片機(jī)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)及計(jì)算結(jié)果并顯示；所述電源模塊為檢測模塊、單片機(jī)和存儲(chǔ)顯示模塊供電；所述控制模塊控制單片機(jī)接收信號(hào)和傳輸數(shù)據(jù)，并通過控制單片機(jī)控制存儲(chǔ)顯示模塊存儲(chǔ)和顯示數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的土壤導(dǎo)氣率測量儀，其特征在于，所述檢測模塊包括環(huán)境檢測單元和土壤檢測單元，所述環(huán)境檢測單元檢測空氣中的相對濕度和溫度信號(hào)，并將檢測的信號(hào)傳輸至單片機(jī)，所述土壤檢測單元檢測壓力和溫度信號(hào)，并將檢測的信號(hào)傳輸至單片機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的土壤導(dǎo)氣率測量儀，其特征在于，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于空氣艙內(nèi)，所述壓力傳感器檢測空氣艙內(nèi)部壓力并傳輸至單片機(jī)，所述溫度傳感器檢測空氣艙內(nèi)部溫度并傳輸至單片機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的土壤導(dǎo)氣率測量儀，其特征在于，所述單片機(jī)包括至少四路模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、CPU和存儲(chǔ)單元，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換單元分別接收檢測模塊中環(huán)境檢測單元、空氣艙內(nèi)的壓力傳感器和溫度傳感器傳輸?shù)男盘?hào)，將傳輸?shù)男盘?hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，所述CPU 根據(jù)讀取的模數(shù)轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)換的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)計(jì)算出土壤導(dǎo)氣率，并將模數(shù)轉(zhuǎn)換單元傳輸?shù)臄?shù)字?jǐn)?shù)據(jù)和土壤導(dǎo)氣率保存至存儲(chǔ)顯示模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的土壤導(dǎo)氣率測量儀，其特征在于，所述單片機(jī)包括至少兩路模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、CPU和存儲(chǔ)單元，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換單元接收空氣艙內(nèi)的壓力傳感器和溫度傳感器傳輸?shù)男盘?hào)，將傳輸?shù)男盘?hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，所述CPU根據(jù)讀取的模數(shù)轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)換的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)和讀取的環(huán)境檢測單元檢測的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)計(jì)算出土壤導(dǎo)氣率，并將模數(shù)轉(zhuǎn)換單元傳輸?shù)臄?shù)字?jǐn)?shù)據(jù)和土壤導(dǎo)氣率保存至存儲(chǔ)顯示模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的土壤導(dǎo)氣率測量儀，其特征在于，所述存儲(chǔ)顯示模塊包括液晶顯示器、數(shù)據(jù)暫存器、日歷時(shí)鐘電路和EEPR0M，所述液晶顯示器接收單片機(jī)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)并顯示，所述數(shù)據(jù)暫存器接收單片機(jī)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)并暫時(shí)保存，所述日歷時(shí)鐘電路實(shí)時(shí)記錄時(shí)間信息并與對應(yīng)時(shí)間點(diǎn)單片機(jī)所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)共同顯示在液晶顯示器上并存入EEPR0M，所述EEPROM內(nèi)保存的測量數(shù)據(jù)和對應(yīng)時(shí)間數(shù)據(jù)可根據(jù)控制模塊的操作指令進(jìn)行調(diào)用。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的土壤導(dǎo)氣率測量儀，其特征在于，所述電源模塊包括電池模塊和DC-DC轉(zhuǎn)換電路，所述電池模塊通過DC-DC轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換電壓后為檢測模塊的各個(gè)部件、單片機(jī)和存儲(chǔ)顯示模塊的各個(gè)部件供電。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的土壤導(dǎo)氣率測量儀，其特征在于，所述電池模塊用于安裝電池。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的土壤導(dǎo)氣率測量儀，其特征在于，所述控制模塊由按鍵模塊構(gòu)成，所述按鍵模塊控制單片機(jī)轉(zhuǎn)換和傳輸數(shù)據(jù)，并調(diào)用EEPROM中的數(shù)據(jù)通過存儲(chǔ)顯示模塊查看。
10.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的土壤導(dǎo)氣率測量儀，其特征在于，所述控制模塊包括 USB接口和計(jì)算機(jī)，所述USB接口接收單片機(jī)傳輸?shù)腅EPROM存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)并上傳至計(jì)算機(jī)，所述計(jì)算機(jī)通過USB接口控制單片機(jī)轉(zhuǎn)換、計(jì)算和傳輸數(shù)據(jù)，所述計(jì)算機(jī)通過USB接口為檢測模塊、單片機(jī)、存儲(chǔ)顯示模塊供電。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種土壤導(dǎo)氣率測量儀，包括檢測模塊、單片機(jī)、存儲(chǔ)顯示模塊、電源模塊和控制模塊，所述檢測模塊檢測信號(hào)，并將信號(hào)傳輸至單片機(jī)；所述單片機(jī)將信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)并計(jì)算；所述存儲(chǔ)顯示模塊與單片機(jī)雙向數(shù)據(jù)連接，所述存儲(chǔ)顯示模塊存儲(chǔ)單片機(jī)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)及計(jì)算結(jié)果并顯示；所述電源模塊為檢測模塊、單片機(jī)和存儲(chǔ)顯示模塊供電；所述控制模塊控制單片機(jī)接收信號(hào)和傳輸數(shù)據(jù)。本發(fā)明所述測量儀具有體積小、成本低、便攜式、顯示直觀的優(yōu)點(diǎn)，采用集成了多路模數(shù)轉(zhuǎn)換的單片機(jī)，電路設(shè)計(jì)簡單，功耗低，采用液晶屏人機(jī)界面更直觀，能夠存儲(chǔ)若干次測量的數(shù)據(jù)，并可以通過USB接口發(fā)送給上位機(jī)保存、顯示和分析，采用電池供電的方式便于野外檢測。
文檔編號(hào)G01N15/08GK102519854SQ20111040034
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月6日
發(fā)明者程月波, 陳勇 申請人:魯東大學(xué)