一種濕度傳感器的制造方法
【專利摘要】本申請?zhí)峁┝艘环N濕度傳感器，包括：驅(qū)動單元、電極單元、感應(yīng)單元；所述驅(qū)動單元產(chǎn)生檢測驅(qū)動電信號并輸出；所述電極單元包括在電路中彼此電隔絕的兩個金屬電極：驅(qū)動電極和感應(yīng)電極；所述兩個金屬電極間介質(zhì)物的濕度變化會引起所述兩個金屬電極間阻抗的變化；所述驅(qū)動電極接收所述驅(qū)動單元輸出的檢測驅(qū)動電信號，所述感應(yīng)電極通過與所述驅(qū)動電極之間的阻抗產(chǎn)生電感應(yīng)，隨之產(chǎn)生感應(yīng)信號作為電檢測信號輸出；所述感應(yīng)單元與所述感應(yīng)電極耦合，接收由所述感應(yīng)電極輸出的電檢測信號，并將所述電檢測信號處理為符合要求的濕度檢測信號并輸出。本申請?zhí)峁┑臐穸葌鞲衅骶哂薪Y(jié)構(gòu)簡單、測量精確、易于操作的特點。
【專利說明】
一種濕度傳感器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本申請涉及電子設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種濕度傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]濕度傳感器被廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人類的日常生活中，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，如農(nóng)場、麥田，人們利用濕度傳感器提供的數(shù)據(jù)了解降雨情況、土壤墑情，在果園、蔬菜大棚，濕度也是一項重要信息，結(jié)合其它數(shù)據(jù)，幫助種植者判斷是否需要灌溉，病蟲害的發(fā)生機率以及是否要采取措施;在倉庫，幫助監(jiān)測倉庫環(huán)境及所儲存農(nóng)產(chǎn)品的狀況。尤其近年來，隨著物聯(lián)網(wǎng)的興起，濕度傳感器的作用會越來越重要。
[0003]—般的濕度傳感器有幾種類型:
[0004]最簡單的一種由兩個金屬電極和連接在兩個金屬電極間的多孔材料組成，所用電源是直流電。當(dāng)金屬電極兩端加上直流電壓，兩電極間的阻抗大小反應(yīng)濕度大小。這種濕度傳感器通常只有一個阻抗閾值，當(dāng)測得的阻抗低于所述閾值時，就認為是濕;否則，就是干。這種濕度傳感器的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，成本低;缺點是:I)精度低，所述多孔材料很難模擬葉片的形狀;2)直流電會使金屬電極在含鹽的潮濕環(huán)境下發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)而引起電蝕。
[0005]在現(xiàn)有專利中，也有在金屬電極兩端加上交流電壓，利用兩電極間的阻抗大小檢測濕度大小。專利CN204426210U提供了 “一種用于扦插育苗的葉片濕度傳感器”，所述濕度傳感器采用交流電壓，通過測量兩個金屬電極間的阻抗來感測濕度，但該濕度值只是簡單的一個用于控制加熱回路的閾值，當(dāng)濕度高于設(shè)定閾值，加熱回路工作；當(dāng)濕度低于設(shè)定閾值，加熱回路關(guān)閉。顯然，這種只有“干”、“濕”兩種狀態(tài)的傳感器只能應(yīng)用于對濕度數(shù)據(jù)精度要求不高的場合。
[0006]另一種濕度傳感器是電容式濕度傳感器，電容式濕度傳感器是一種非接觸式的，利用電容耦合技術(shù)來測量濕度，優(yōu)點是穩(wěn)定;缺點是I)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價高；2)容易受其它電容體的影響，如植物的其它部分，鳥類、昆蟲等的影響。
[0007]另外，還有一些濕度傳感器通過感測被測物的介電常數(shù)來估算被測物的濕度，類似的，專利CN103293189A提供了 “一種植物葉片表面濕度傳感器及其測量裝置”，所述濕度傳感器電極部分模擬葉片形狀的，所述濕度傳感器的模擬葉片分成兩個部分，左邊的部分由兩個環(huán)狀的銅格柵金屬電極，利用輸入、輸出電極頻率的衰減來感測葉面上的濕度;右邊的部分有兩個仿葉紋路的格柵狀金屬電極，所述金屬電極粘在葉面的兩側(cè)，所述濕度傳感器的葉面是對水汽靈敏度高的醋酸纖維素高分子材料，兩個金屬電極與中間的葉面形成電容，由電容的變化來測量葉片濕度的變化，左、右兩部分測量值的結(jié)合形成最終濕度。所述濕度傳感器電極部分能夠模擬葉片形狀，采用射頻反射和電容原理能獲得定量的濕度值，但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不僅需要兩組濕度測量裝置，還需要一個帶微處理器的處理平臺共同工作，且受結(jié)構(gòu)所限，所述濕度傳感器和處理平臺距離短，濕度測量的空間范圍受限，另外，柔性的葉片材質(zhì)也極易在工作中造成金屬電極的損傷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本申請?zhí)峁┮环N濕度傳感器，克服了目前利用被測物的阻抗來檢測濕度的濕度傳感器只有“干”、“濕”兩種狀態(tài)，不能精確測量濕度值得缺陷，又避免了電容式、介電常數(shù)式結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價高，且易受其它非被測物影響的不足。
[0009]本申請?zhí)峁┑臐穸葌鞲衅?，包?
[0010]產(chǎn)生檢測驅(qū)動電信號并輸出的驅(qū)動單元；
[0011]電極單元，所述電極單元包括在電路中彼此電隔絕的兩個金屬電極:驅(qū)動電極和感應(yīng)電極;所述驅(qū)動電極和所述感應(yīng)電極以設(shè)定的形狀附著在基板上;所述兩個金屬電極間介質(zhì)物的濕度變化會引起所述兩個金屬電極間阻抗的變化;所述驅(qū)動電極接收所述驅(qū)動單元輸出的檢測驅(qū)動電信號，所述感應(yīng)電極通過與所述驅(qū)動電極之間的阻抗產(chǎn)生電感應(yīng)，隨之產(chǎn)生感應(yīng)信號作為電檢測信號輸出；
[0012]感應(yīng)單元，所述感應(yīng)單元與所述感應(yīng)電極親合，接收由所述感應(yīng)電極輸出的電檢測信號，并將所述電檢測信號處理為符合要求的濕度檢測信號并輸出。
[0013]可選的，所述驅(qū)動單元包括交流電生成電路;所述檢測驅(qū)動電信號為該交流電生成電路輸出的交變電流。
[0014]可選的，所述交流電生成電路采用非穩(wěn)態(tài)多諧振蕩電路形式。
[0015]可選的，所述基板是采用絕緣材料制成的薄板，包括:
[0016]與待檢測濕度的植物葉片相似的葉片形狀，作為所述電極單元載體的電極區(qū)；
[0017]作為所述驅(qū)動單元、所述感應(yīng)單元電路載體，包括為所述濕度傳感器供能的輸入、接地端口、所述感應(yīng)單元的輸出端口的電路區(qū)；
[0018]所述電極區(qū)與所述電路區(qū)連成一體。
[0019]可選的，所述感應(yīng)電極與所述驅(qū)動電極形成相互平行且寬度相同的確定數(shù)量的條狀分支，均布在所述基板電極區(qū)的基板表面上;不同電極的所述條狀分支交替分布且間距保持一致;同一電極的所述條狀分支間是導(dǎo)通的。
[0020]可選的，所述感應(yīng)電極與所述驅(qū)動電極的所述分支走向與所待檢測濕度的植物葉片的葉脈走向一致。
[0021]可選的，所述感應(yīng)電極與所述驅(qū)動電極是蝕刻在所述基板上的。
[0022]可選的，所述感應(yīng)電極與所述驅(qū)動電極表面鍍金。
[0023]可選的，所述感應(yīng)單元包括濾波電路;所述感應(yīng)單元與所述感應(yīng)電極耦合，具體是所述濾波電路與所述感應(yīng)電極耦合，將感應(yīng)電極輸出的交流形式的所述電檢測信號整流為直流電信號。
[0024]可選的，所述感應(yīng)單元包括集成運算放大電路;所述集成運算放大電路與所述濾波電路耦合，接收所述濾波電路輸出的直流電信號，將所述直流電信號整形、放大后輸出。
[0025]可選的，所述濕度傳感器輸出的濕度檢測信號是直流電壓信號;所述直流電壓信號大小與被測介質(zhì)物的濕度值線形對應(yīng);所述直流電壓信號的兩個極值分別代表絕對干燥和完全濕潤。
[0026]可選的，所述直流電壓信號是0-2V的直流電壓:OV代表絕對干燥，2V代表完全濕潤。
[0027]可選的，所述濕度傳感器的工作電壓是2.6-10V的直流電。
[0028]可選的，所述濕度傳感器的輸入端口在所述驅(qū)動單元輸入端和接地端之間；所述濕度傳感器的輸出端口在所述感應(yīng)單元的輸出端和接地端之間。
[0029]可選的，所述濕度傳感器的所述電路區(qū)外有保護套。
[0030]本申請還提供了一種濕度測量裝置，包括:
[0031]濕度傳感器，即上文所述的濕度傳感器；
[0032]傳感器安裝支架，所述安裝支架用于將所述濕度傳感器安裝在測試環(huán)境中，保證所述濕度傳感器的安裝位置、角度與所述測試環(huán)境中的植物葉片相似；
[0033]傳感器檢測節(jié)點，所述傳感器測試節(jié)點為所述濕度傳感器提供電能，并接收所述濕度傳感器傳遞過來的濕度檢測信號，經(jīng)過處理后輸出；
[0034]電纜，所述電纜用以連接所述濕度傳感器和所述傳感器檢測節(jié)點。
[0035]可選的，所述傳感器檢測節(jié)點包括:
[0036]模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊將所述濕度傳感器傳遞過來的濕度檢測信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號；
[0037]中央處理模塊，所述中央處理模塊按照預(yù)定的測試程序，向所述濕度傳感器發(fā)出檢測要求，并將在檢測周期獲得的濕度數(shù)據(jù)進行處理；
[0038]電源模塊，所述電源模塊為所述傳感器測試節(jié)點和所述濕度傳感器供能；
[0039]無線通訊模塊，所述無線通訊模塊將從所述中央處理模塊獲得的濕度數(shù)據(jù)傳送到遠程主機，并接收所述遠程主機的指令。
[0040]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請具有以下優(yōu)點:
[0041 ]本申請?zhí)峁┑臐穸葌鞲衅?，具有?qū)動單元、電極單元和感應(yīng)單元，其中電極單元設(shè)置有驅(qū)動電極和感應(yīng)電極，并且兩者之間的阻抗會隨著兩者之間的介質(zhì)物濕度變化而變化。這樣，當(dāng)驅(qū)動電極接收到驅(qū)動單元提供的檢測驅(qū)動信號后，所述感應(yīng)電極輸出電檢測信號會由于介質(zhì)物濕度的不同而不同，所述感應(yīng)單元接收上述感應(yīng)電極輸出的電檢測信號并處理后輸出的濕度檢測信號就可以反映待檢測環(huán)境的濕度相關(guān)。采用此種技術(shù)方案，可以使用結(jié)構(gòu)簡單的電路實現(xiàn)對濕度值較為精確的測量。
[0042]由于在上述技術(shù)方案中，驅(qū)動單元可以根據(jù)需要設(shè)計為輸出不同的檢測驅(qū)動信號，這就為滿足不同檢測環(huán)境的特殊要求提供了可能。例如，在本申請的優(yōu)選實施方案中，所述驅(qū)動單元可以設(shè)計為輸出交流形式的檢測驅(qū)動信號，通過使用較高的交流電壓頻率的選擇，可以有效避免電化學(xué)腐蝕對金屬電極的影響，并且可以通過較高的交流電壓頻率，還可以使所述濕度傳感器的檢測周期縮短，節(jié)省電能。
[0043]在本申請的優(yōu)選實施方案中，所述濕度傳感器的金屬電極是均勻分布的，保證了輸出電壓也是線形的;便于對該濕度傳感器進行標(biāo)定。
[0044]在本申請的優(yōu)選實施方案中，所述濕度傳感器的一種結(jié)構(gòu)具有與待檢測濕度的植物葉片類似的形狀、金屬格柵的形狀與葉片的葉脈走向一致，在所述濕度傳感器正確安裝的情況下，可以很好地模擬真實葉片表面水的滑落、蒸發(fā)，且熱容特性也接近于一片正常大小的植物葉片。
【附圖說明】
[0045]圖1本申請第一實施例提供的濕度傳感器的功能單元圖；
[0046]圖2本申請第二實施例提供的葉面濕度傳感器的結(jié)構(gòu)圖；
[0047]圖3本申請第二實施例提供的葉面濕度傳感器的外形圖；
[0048]圖4本申請第三實施例提供的濕度測量裝置的模塊組成圖。
【具體實施方式】
[0049]在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本實用新型。但是本實用新型能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本實用新型內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本實用新型不受下面公開的具體實施的限制。
[0050]本申請第一實施例提供了一種濕度傳感器，圖1示出了所述濕度傳感器的功能單元圖。
[0051 ] 如圖1所示，所述濕度傳感器包括驅(qū)動單元1、電極單元2和感應(yīng)單元3。
[0052]所述驅(qū)動單元I的作用為產(chǎn)生檢測驅(qū)動電信號。所述驅(qū)動單元I包括一個多諧振蕩電路，所述多諧振蕩電路中的運算放大器UlB工作在電壓比較器狀態(tài)，正反饋網(wǎng)絡(luò)通過R2，R3將輸出電壓Vl分壓后與UlB的同向輸入端，即“+”端相連，作為基準(zhǔn)電壓V+;反向輸入端
的反向電壓V-取自由電容C6和電阻R4組成的振蕩電路中所述電容C6與電源地GND之間的電壓。所述反向電壓V-與所述基準(zhǔn)電壓V+比較，決定所述輸出電壓Vl輸出高電平或者低電平。由于所述電容C6不斷在正反兩個方向充電和放電，使所述反向電壓V-不斷大于和小于所述基準(zhǔn)電壓V+，使輸出電壓Vl在低、高電平間周期性翻轉(zhuǎn)，從而得到一定頻率的交流電信號，所述頻率與所選用電阻的阻值和所選用電容的容值相關(guān)。所述輸出電壓Vl通過電容C2的過濾后變成檢測驅(qū)動電壓V2輸出到所述電極單元2。該檢測驅(qū)動電壓V2即所述檢測驅(qū)動電信號。
[0053]在本實施例中，假設(shè)所述驅(qū)動單元I通過合理的選擇相關(guān)電阻的阻值和電容的容值，產(chǎn)生了頻率為5KHz的交流電信號作為所述檢測驅(qū)動電信號。5KHz交流電的周期是
0.2ms，這使得濕度測量周期可以縮短至Ims或更短，而測量周期的縮短意味著低電能消耗；同時，較高頻率的檢測驅(qū)動電信號也可以有效防止所述電極單元的各個電極的電化學(xué)腐蝕。
[0054]所述電極單元2包括金屬電極:驅(qū)動電極201、感應(yīng)電極202，以及作為所述驅(qū)動電極201和感應(yīng)電極202的載體的基板24。
[0055]所述驅(qū)動電極201、感應(yīng)電極202形成相互平行且寬度相同的，確定數(shù)量的條狀分支;均布在所述基板表面上的；所述驅(qū)動電極201、感應(yīng)電極202的所述條狀分支交替分布且間距保持一致;同一電極的所述條狀分支間是導(dǎo)通的。
[0056]由于所述金屬電極的所述條狀分支間距保持一致，且在所述基板上均布，所以所述基板表面上水量的多少與所述金屬電極間的阻抗成正比，所述金屬電極間的阻抗與所述濕度傳感器的輸出電壓成正比，這樣，所述輸出電壓與所述基板表面的濕度就是線形對應(yīng)關(guān)系。
[0057]所述驅(qū)動單元I與所述電極單元2的所述驅(qū)動電極201連接，所述電極單元2的所述感應(yīng)電極202與感應(yīng)單元3連接;所述檢測驅(qū)動電壓V2在經(jīng)過所述驅(qū)動電極201與所述感應(yīng)電極202之間阻抗的衰減后，從所述感應(yīng)電極202輸出交流電壓V3到所述感應(yīng)單元3。
[0058]所述感應(yīng)單元3包括整流電路、濾波電路和運算放大器U1A。
[0059]所述感應(yīng)單元3接收所述感應(yīng)電極202傳遞過來的交流電壓V3，所述交流電壓V3首先通過由電容C4、電阻R7和二極管Dl組成的所述整流電路，所述整流電路利用所述二極管Dl的單向?qū)ㄗ饔煤退鲭娙軨4的放電原理，將所述交流電壓信號V3變成直流電壓信號V4o
[0060]所述直流電壓信號V4由于受所述電容C4放電特性的影響，不能完全保證直流電壓信號的均勻穩(wěn)定;在所述整流電路的后端有所述濾波電路，所述濾波電路包括電容C3和電阻R6，所述濾波電路通過所述電容C3的充、放電特性，使所述直流電壓信號V4的波形進一步平滑，得到穩(wěn)定的直流電壓信號V5。
[0061]所述直流電壓信號V5接入所述運算放大器UlA的端口3，負反饋網(wǎng)絡(luò)將輸出電壓經(jīng)電阻R8、電阻R5分壓后加載到所述運算放大器UlA的反向輸入端，即端口 2;所述電阻R8和所述電阻R5選取的電阻值決定了所述運算放大器UlA的放大倍數(shù)。
[0062]所述運算放大器UlA的電源端分別接地和外接直流電源VCC連接;所述外接直流電源VCC與電源地GND之間設(shè)置有過濾電容以過濾外接直流電源VCC的交流成分。
[0063]所述直流電壓信號V5經(jīng)所述運算放大器UlA放大后作為檢測輸出電壓V6輸出，經(jīng)標(biāo)定后，所述檢測輸出電壓V6與所述金屬電極間的被測物的濕度值線性對應(yīng)，通過選擇合適的電器參數(shù)，可以將所述檢測輸出電壓V6調(diào)整為在最大值2V和最小值OV之間，其中，最大值2V代表完全濕潤;最小值是OV代表絕對干燥。
[0064]本實施例提供的所述濕度傳感器在所述驅(qū)動單元生成交流檢測電信號，輸出電信號是直流電壓信號，電路僅包括基本的電子元器件，不含處理器，結(jié)構(gòu)簡單;所述輸出電信號與被測物的濕度值成線形關(guān)系，標(biāo)定簡單；內(nèi)部高頻交流檢測電信號的應(yīng)用不僅可以減輕所述金屬電極的電蝕，還能縮短檢測周期，節(jié)省電能。
[0065]本申請還提供了第二種實施例:一種葉面濕度傳感器。
[0066]所述葉面濕度傳感器是濕度傳感器的一種，用于檢測植物葉片表面濕度，是自動化農(nóng)業(yè)中信息采集的關(guān)鍵部件;另一方面，植物表面濕度的大小、持續(xù)時間是植物病蟲害的監(jiān)測預(yù)防所需要的重要數(shù)據(jù)。
[0067]為了正確地測量葉片表面濕度，葉面濕度傳感器應(yīng)該滿足:
[0068]1、濕度傳感器的物理特性應(yīng)該盡可能和真實葉片的特性相似，所述濕度傳感器應(yīng)模擬真實葉片的形狀、熱特性、厚度以及表面輻射特性，這樣，所述濕度傳感器上的水分就和真正的葉片一致了。
[0069]2、必須采用精確穩(wěn)定的測量方法，這種方法應(yīng)該抗干擾、重復(fù)性好，在不同的遮擋條件下濕度檢測值要易于標(biāo)定。
[0070]3、所采用的測量方法應(yīng)能防止電極的電蝕，延長所述濕度傳感器的壽命。
[0071]更進一步的，所述葉面濕度傳感器還應(yīng)該滿足市場需求:
[0072]1、低電能消耗，低工作電壓，能在很寬的電壓范圍內(nèi)穩(wěn)定工作，這樣，所述濕度傳感器就能夠與各種數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)匹配，包括由電池驅(qū)動的無線式傳感器檢測節(jié)點。
[0073]2、能夠抗電蝕，抗雨水、農(nóng)藥和鳥糞中化學(xué)物質(zhì)的腐蝕。
[0074]3、低生產(chǎn)成本。
[0075]圖2示出了第二實施例提供的所述葉面濕度傳感器的結(jié)構(gòu)圖。該葉面濕度傳感器可以視為上述第一實施例提供的濕度傳感器的一個應(yīng)用，在對該葉面濕度傳感器的介紹中，凡是和第一實施例的所述濕度傳感器相同的元件，采用同樣的標(biāo)號。
[0076]如圖2所示，所述葉面濕度傳感器包括:驅(qū)動單元1、電極單元2、感應(yīng)單元3、基板24、輸入輸出接口 25。
[0077]所述驅(qū)動單元I產(chǎn)生檢測驅(qū)動電信號。該驅(qū)動單元的具體實現(xiàn)方式，請參見上述第一實施例中的驅(qū)動單元I。
[0078]所述電極單元2包括金屬電極:驅(qū)動電極201、感應(yīng)電極202。
[0079]所述驅(qū)動電極201、感應(yīng)電極202形成相互平行且寬度相同的，確定數(shù)量的條狀分支;均布在所述電極區(qū)的基板表面上的；所述驅(qū)動電極201、感應(yīng)電極202的所述條狀分支交替分布且間距保持一致;同一電極的所述條狀分支間是導(dǎo)通的。
[0080]由于所述金屬電極的所述條狀分支間距保持一致，且在所述基板24上均布，所以所述基板表面上水量的多少與所述金屬電極間的阻抗成正比，所述金屬電極間的阻抗與所述濕度傳感器的輸出電壓成正比，這樣，所述輸出電壓與所述基板表面上水量就是線形對應(yīng)關(guān)系。
[0081]所述驅(qū)動單元I與所述驅(qū)動電極201連接，所述感應(yīng)電極202與感應(yīng)單元03連接；由所述驅(qū)動單元01產(chǎn)生的所述檢測驅(qū)動電壓在經(jīng)過所述驅(qū)動電極201與所述感應(yīng)電極202之間阻抗的衰減后變成交流電壓信號輸出到所述感應(yīng)單元3，經(jīng)所述感應(yīng)單元3的濾波、整流、放大后變成直流電壓信號輸出，該直流電壓信號就是所述濕度檢測信號。
[0082]對于本實施例所提供的葉面濕度傳感器，所述基板24是采用電絕緣材料制成的薄板，材質(zhì)是FR-4玻璃纖維環(huán)氧樹脂壓合板。
[0083]所述基板24包括兩個區(qū)域:電極區(qū)，所述電極區(qū)做成葉片的形狀，所述驅(qū)動電極201和感應(yīng)電極202分布在電極區(qū)；電路區(qū)，所述電路區(qū)是所述驅(qū)動單元I和感應(yīng)單元3的載體。
[0084]所述金屬電極的材質(zhì)是銅，所述金屬電極、所述驅(qū)動單元和所述感應(yīng)單元的線路部分都是通過與制作印刷電路板相同的加工工藝蝕刻在所述基板24上。
[0085]所述驅(qū)動電極201、感應(yīng)電極202的外表面鍍金，金可以有效防止所述金屬電極受雨水、鳥糞、農(nóng)藥能化學(xué)物質(zhì)的腐蝕，延長了所述濕度傳感器的使用壽命。
[0086]所述濕度傳感器還包括輸入、輸出端口25，用于接入電源電壓以及輸出所述濕度檢測信號。
[0087]圖3示出了所述葉面濕度傳感器的外形圖，如圖3所示，所述濕度傳感器還包括保護套26，在所述保護套26和所述基板24接口處涂有防水密封膠，起到保護所述基板24上的所述驅(qū)動單元I和所述感應(yīng)單元3的作用。
[0088]本申請還提供了第三種實施例:一種濕度測量裝置，圖4是第三實施例提供的濕度測量裝置的模塊組成圖。
[0089]如圖4所示，所述濕度測量裝置包括:濕度傳感器S1、傳感器安裝支架S2、傳感器檢測節(jié)點S3、電纜S4。
[0090 ]所述濕度傳感器SI就是本實施例提供的濕度傳感器。
[0091]所述傳感器安裝支架S2用于將所述濕度傳感器SI安裝在測試環(huán)境中，保證所述濕度傳感器SI的安裝位置、角度與所述測試環(huán)境中的植物葉片相似。
[0092]所述傳感器檢測節(jié)點S3為所述濕度傳感器提供電能，并接收所述濕度傳感器傳遞過來的濕度檢測信號，經(jīng)過處理后輸出；所述傳感器檢測節(jié)點S3包括:
[0093]模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊S301，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊將所述濕度傳感器傳遞過來的濕度檢測信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號；
[0094]中央處理模塊S302，所述中央處理模塊按照預(yù)定的測試程序，向所述濕度傳感器發(fā)出檢測要求，并將在檢測周期獲得的濕度數(shù)據(jù)進行處理；
[0095]無線通訊模塊S303，所述無線通訊模塊S303將從所述中央處理S302模塊獲得的濕度數(shù)據(jù)傳送到遠程主機，并接收所述遠程主機的指令；
[0096]電源模塊S304，所述電源模塊為所述傳感器檢測節(jié)點S303和所述濕度傳感器SI供會K。
[0097]所述傳感器檢測節(jié)點S3可以人工設(shè)定檢測周期和濕度數(shù)據(jù)傳送周期，或通過遠程主機設(shè)定。
[0098]所述電纜S4用以連接所述濕度傳感器SI和所述傳感器檢測節(jié)點S3，所述電纜S3包括二種電纜線:
[0099]信號線，所述信號線連接所述濕度傳感器SI的輸出端口與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊S301的輸入端口；
[0100]電源線，所述電源線連接所述濕度傳感器SI的電源輸入接口與所述電源模塊S304的輸出接口；
[0101 ]接地線，所述接地線連接所述濕度傳感器SI的接地端口與所述傳感器檢測節(jié)點S3的接地端口，保證所述濕度傳感器SI可靠接地。
[0102]所述濕度檢測裝置的工作過程可以描述如下:
[0103]所述中央處理模塊S302按照設(shè)定的檢測周期開始檢測時，首先向所述電源模塊S304發(fā)出供電指令，所述電源模塊S304接通所述濕度傳感器的供電電源，當(dāng)電源加載到所述濕度傳感器的所述驅(qū)動單元I時，所述驅(qū)動單元I產(chǎn)生交流檢測驅(qū)動信號加載到所述驅(qū)動電極201，所述感應(yīng)單元3接收經(jīng)過所述驅(qū)動電極201和所述感應(yīng)電極202之間介質(zhì)物阻抗衰減過后的所述電檢測信號，并將其整流、濾波、放大后，作為所述濕度檢測信號輸出，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊S301通過所述信號線接收所述濕度檢測信號，將其轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號后傳給所述中央處理模塊S302，所述中央處理模塊S302存儲所述數(shù)字信號。檢測周期結(jié)束，所述中央處理模塊S302向所述電源模塊S304發(fā)出斷電指令，所述電源模塊S304切斷所述濕度傳感器的供電電源。
[0104]本實用新型雖然以較佳實施例公開如上，但其并不是用來限定本實用新型，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本實用新型的精神和范圍內(nèi)，都可以做出可能的變動和修改，因此本實用新型的保護范圍應(yīng)當(dāng)以本實用新型權(quán)利要求所界定的范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項】
1.一種濕度傳感器，其特征在于，所述濕度傳感器包括: 產(chǎn)生檢測驅(qū)動電信號并輸出的驅(qū)動單元； 電極單元，所述電極單元包括在電路中彼此電隔絕的兩個金屬電極:驅(qū)動電極和感應(yīng)電極;所述驅(qū)動電極和所述感應(yīng)電極以設(shè)定的形狀附著在基板上;所述兩個金屬電極間介質(zhì)物的濕度變化會引起所述兩個金屬電極間阻抗的變化;所述驅(qū)動電極接收所述驅(qū)動單元輸出的檢測驅(qū)動電信號，所述感應(yīng)電極通過與所述驅(qū)動電極之間的阻抗產(chǎn)生電感應(yīng)，隨之產(chǎn)生感應(yīng)信號作為電檢測信號輸出； 感應(yīng)單元，所述感應(yīng)單元與所述感應(yīng)電極親合，接收由所述感應(yīng)電極輸出的電檢測信號，并將所述電檢測信號處理為符合要求的濕度檢測信號并輸出。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濕度傳感器，其特征在于，所述驅(qū)動單元包括交流電生成電路;所述檢測驅(qū)動電信號為該交流電生成電路輸出的交變電流。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的濕度傳感器，其特征在于，所述交流電生成電路采用非穩(wěn)態(tài)多諧振蕩電路形式。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濕度傳感器，其特征在于，所述基板是采用絕緣材料制成的薄板，包括: 與待檢測濕度的植物葉片相似的葉片形狀，作為所述電極單元載體的電極區(qū)； 作為所述驅(qū)動單元、所述感應(yīng)單元電路載體，包括為所述濕度傳感器供能的輸入、接地端口、所述感應(yīng)單元的輸出端口的電路區(qū)； 所述電極區(qū)與所述電路區(qū)連成一體。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的濕度傳感器，其特征在于，所述感應(yīng)電極與所述驅(qū)動電極形成相互平行且寬度相同的確定數(shù)量的條狀分支，均布在所述基板電極區(qū)的基板表面上;不同電極的所述條狀分支交替分布且間距保持一致;同一電極的所述條狀分支間是導(dǎo)通的。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的濕度傳感器，其特征在于，所述感應(yīng)電極與所述驅(qū)動電極的所述分支走向與所待檢測濕度的植物葉片的葉脈走向一致。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濕度傳感器，其特征在于，所述感應(yīng)電極與所述驅(qū)動電極是蝕刻在所述基板上的。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濕度傳感器，其特征在于，所述感應(yīng)電極與所述驅(qū)動電極表面鍍金。9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的濕度傳感器，其特征在于，所述感應(yīng)單元包括濾波電路;所述感應(yīng)單元與所述感應(yīng)電極耦合，具體是所述濾波電路與所述感應(yīng)電極耦合，將感應(yīng)電極輸出的交流形式的所述電檢測信號整流為直流電信號。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的濕度傳感器，其特征在于，所述感應(yīng)單元包括集成運算放大電路;所述集成運算放大電路與所述濾波電路耦合，接收所述濾波電路輸出的直流電信號，將所述直流電信號整形、放大后輸出。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的濕度傳感器，其特征在于，所述濕度傳感器輸出的濕度檢測信號是直流電壓信號;所述直流電壓信號大小與被測介質(zhì)物的濕度值線形對應(yīng);所述直流電壓信號的兩個極值分別代表絕對干燥和完全濕潤。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的濕度傳感器，其特征在于，所述直流電壓信號是0-2V的直流電壓:OV代表絕對干燥，2V代表完全濕潤。13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濕度傳感器，其特征在于，所述濕度傳感器的工作電壓是2.6-10V的直流電。14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濕度傳感器，其特征在于，所述濕度傳感器的輸入端口在所述驅(qū)動單元輸入端和接地端之間;所述濕度傳感器的輸出端口在所述感應(yīng)單元的輸出端和接地端之間。15.根據(jù)權(quán)利要求4所述的濕度傳感器，其特征在于，所述濕度傳感器的所述電路區(qū)外有保護套。16.一種濕度測量裝置，其特征在于，包括: 濕度傳感器，采用權(quán)利要求1-權(quán)利要求15任意一項所述的濕度傳感器； 傳感器安裝支架，所述安裝支架用于將所述濕度傳感器安裝在測試環(huán)境中，保證所述濕度傳感器的安裝位置、角度與所述測試環(huán)境中的植物葉片相似； 傳感器檢測節(jié)點，所述傳感器測試節(jié)點為所述濕度傳感器提供電能，并接收所述濕度傳感器傳遞過來的濕度檢測信號，經(jīng)過處理后輸出； 電纜，所述電纜用以連接所述濕度傳感器和所述傳感器檢測節(jié)點。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的濕度測量裝置，其特征在于，所述傳感器檢測節(jié)點包括: 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊將所述濕度傳感器傳遞過來的濕度檢測信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號； 中央處理模塊，所述中央處理模塊按照預(yù)定的測試程序，向所述濕度傳感器發(fā)出檢測要求，并將在檢測周期獲得的濕度數(shù)據(jù)進行處理； 電源模塊，所述電源模塊為所述傳感器測試節(jié)點和所述濕度傳感器供能； 無線通訊模塊，所述無線通訊模塊將從所述中央處理模塊獲得的濕度數(shù)據(jù)傳送到遠程主機，并接收所述遠程主機的指令。
【文檔編號】G01N27/02GK205506739SQ201620227992
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年3月23日
【發(fā)明人】劉宗波, 維塔利·伊格納托維奇
【申請人】北京科百宏業(yè)科技有限公司