阅读说明：本技术 土壤水分、温度传感器组合支架及测量组件 (Soil moisture, temperature sensor sectional shelf-unit and measuring component ) 是由 赵维刚 张玉芝 许红彬 傅奋勇 李裴 冀泽佳 梁晓洁 朱晓东 刘文龙 于 2019-10-17 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种土壤水分、温度传感器组合支架及测量组件,属于传感器固定结构领域。土壤水分、温度传感器组合支架包括非金属主体和导热件。非金属主体一侧设有土壤水分传感器安装位。导热件设于非金属主体的另一侧上,导热件上设有温度传感器安装位,导热件用于将导热件附近土壤的热量导向温度传感器安装位上的温度传感器。在土壤水分传感器安装位和温度传感器安装位上安装传感器后,非金属主体用于保持导热件和温度传感器均位于土壤水分传感器的检测区域外。测量组件包括土壤水分、温度传感器组合支架。本发明土壤水分、温度传感器组合支架及测量组件安装方便、作业量少,能够避免两传感器的相互干扰,便于调整两传感器的安装姿态。(The invention provides a combined bracket and a measuring component of a soil moisture and temperature sensor, belonging to the field of sensor fixing structures. The soil moisture and temperature sensor combined bracket comprises a non-metal main body and a heat conducting piece. And a soil moisture sensor mounting position is arranged on one side of the non-metal main body. The heat conducting part is arranged on the other side of the non-metal main body, a temperature sensor mounting position is arranged on the heat conducting part, and the heat conducting part is used for guiding the heat of soil near the heat conducting part to the temperature sensor on the temperature sensor mounting position. After the sensors are installed on the soil moisture sensor installation position and the temperature sensor installation position, the non-metal main body is used for keeping the heat conduction piece and the temperature sensor to be located outside the detection area of the soil moisture sensor. The measuring assembly comprises a soil moisture and temperature sensor combined bracket. The combined bracket for the soil moisture and temperature sensors and the measuring component are convenient to mount, the workload is less, the mutual interference of the two sensors can be avoided, and the mounting postures of the two sensors can be conveniently adjusted.)

土壤水分、温度传感器组合支架及测量组件

技术领域

本发明属于传感器固定结构技术领域，更具体地说，是涉及一种土壤水分、温度传感器组合支架及测量组件。

背景技术

在对土壤的监测系统中往往需要测量同一地点的温度和水分，这时就需要在同一地点安装土壤水分传感器和温度传感器进行监测。土壤水分传感器通过电磁场测量土壤的介电常数，来测量各种土壤的真实水分含量。温度传感器通过直接与土壤接触来检测土壤的温度。

由于土壤水分传感器测量所采用电磁场易受到检测区域内金属物体的干扰，而温度传感器需要与土壤充分接触来保证检测的准确性，因此在安装时，通常需要钻开两个相互靠近的安装孔，将温度传感器与土壤水分传感器分别安装在两个安装孔内，以实现监测同一监测点的温度和湿度，并保持两传感器互不干扰，保证测量精确度。但是这种安装方式步骤繁琐、安装工作量大，施工中，难以控制两传感器之间的距离，也难以控制两传感器的安装姿态，往往会出现温度传感器与土壤水分传感器距离过远或过近，安装姿态不符合要求的情况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种土壤水分、温度传感器组合支架及测量组件，以解决现有技术中存在的传统的温度传感器和土壤水分传感器的安装方式安装步骤繁琐、安装工作量大，施工中难以控制两传感器之间的距离，也难以控制两传感器的安装姿态的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是，提供一种土壤水分、温度传感器组合支架，包括：

非金属主体，一侧设有土壤水分传感器安装位；以及

导热件，设于所述非金属主体的另一侧上，所述导热件设有温度传感器安装位，所述导热件用于将所述导热件附近土壤的热量导向所述温度传感器安装位上的温度传感器；

在所述土壤水分传感器安装位上安装土壤水分传感器、所述温度传感器安装位上安装温度传感器后，所述非金属主体用于保持所述导热件和所述温度传感器均位于所述土壤水分传感器的检测区域外。

作为本申请另一实施例，所述非金属主体包括：

连接部，用于与固定杆连接，所述导热件设于所述连接部的一侧上；以及

固定部，设于所述连接部的另一侧上，所述土壤水分传感器安装位设于所述固定部远离所述连接部的自由端上。

作为本申请另一实施例，所述固定部呈上薄下厚的楔形，所述土壤水分传感器安装位为设于所述固定部自由端端面上的传感器安装槽，所述传感器安装槽的上端在所述固定部的两楔面上分别形成拆装口。

作为本申请另一实施例，所述土壤水分传感器安装位为设于所述固定部自由端端面上的传感器安装槽，所述固定部的底面上设有与所述传感器安装槽连通的感测部伸出口。

作为本申请另一实施例，所述连接部上端设有用于与固定杆下端的套接口套接的上插接杆，下端设有用于与所述固定杆上端的套接口套接的下插接杆，所述连接部还设有过线通道，所述过线通道的一端在所述上插接杆上形成用于与所述固定杆下端的套接口连通的上开口，所述过线通道的另一端在所述下插接杆上形成用于与所述固定杆上端的套接口连通的下开口。

作为本申请另一实施例，所述连接部远离所述固定部的一侧设有导热件安装槽，所述导热件设于所述导热件安装槽内，所述温度传感器安装位凸出于所述导热件安装槽外。

作为本申请另一实施例，所述非金属主体还包括加强部，所述加强部位于所述固定部的上方，并连接于所述连接部和所述固定部之间；所述加强部的顶面倾斜设置且高侧边与所述连接部相接、低侧边与所述固定部的自由端相接；所述加强部的顶面上设有一端与所述传感器安装槽连通、另一端向所述连接部延伸的布线槽。

作为本申请另一实施例，所述导热件呈沿上下方向设置的长条形，所述温度传感器安装位包括设于所述导热件上的两个安装螺母，两个所述安装螺母沿上下方向间隔分布且轴线重合设置。

本发明实施例提供的土壤水分、温度传感器组合支架的有益效果在于：与现有技术相比，本发明实施例的土壤水分、温度传感器组合支架在使用时，直接将土壤水分传感器安装在土壤水分传感器安装位上，将温度传感器安装在温度传感器安装位上，然后将本发明实施例的土壤水分、温度传感器组合支架通过固定杆或者直接埋入一个测孔中，便可以完成安装，安装方便、作业量少。通过非金属主体保持所述导热件和所述温度传感器均位于所述土壤水分传感器的检测区域外，使两传感器之间的距离固定，避免两传感器的距离过近产生干扰，还可以方便的同时调整两传感器的安装姿态。检测过程中，温度传感器安装在温度传感器安装位上，导热件能够将附近土壤的热量传递给温度传感器，减少因非金属主体阻挡土壤与温度传感器的接触，导致的温度测量精度下降。

一种测量组件，包括以上任一项所述的土壤水分、温度传感器组合支架。

作为本申请另一实施例，所述测量组件包括两个以上的所述土壤水分、温度传感器组合支架，所述测量组件还包括固定杆，所述固定杆内部设有沿轴向设置的通孔，所述通孔在所述固定杆的两端分别形成用于与所述非金属主体套接的套接口，所述固定杆下端的侧壁上还设有与所述通孔连通的穿线口。

本发明实施例提供的测量组件的有益效果与上述土壤水分、温度传感器组合支架的有益效果相同，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的土壤水分、温度传感器组合支架的立体图；

图2为图1中土壤水分、温度传感器组合支架的另一视角的立体图；

图3为图1中土壤水分、温度传感器组合支架在使用状态的立体图；

图4为图3中土壤水分、温度传感器组合支架在使用状态的另一视角的立体图；

图5为本发明实施例提供的测量组件的固定杆下端的局部立体图。

其中，图中各附图标记：

1-非金属主体；11-连接部；111-上插接杆；112-下插接杆；113-过线通道；114-导热件安装槽；12-固定部；121-土壤水分传感器安装位；122-传感器安装槽；123-拆装口；124-感测部伸出口；13-加强部；131-布线槽；14-扎带孔；2-导热件；21-温度传感器安装位；211-安装螺母；3-固定杆；31-套接口；32-穿线口；4-温度传感器；5-土壤水分传感器。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请一并参阅图1至图5，现对本发明实施例提供的土壤水分、温度传感器组合支架进行说明。一种土壤水分、温度传感器组合支架包括：非金属主体1和导热件2。

非金属主体1一侧设有土壤水分传感器安装位121。导热件2设于非金属主体1的另一侧上，导热件2上设有温度传感器安装位21，导热件2用于将导热件2附近土壤的热量导向温度传感器安装位21上的温度传感器4。在土壤水分传感器安装位121上安装土壤水分传感器5、温度传感器安装位21上安装温度传感器4后，非金属主体1用于保持导热件2和温度传感器4均位于土壤水分传感器5的检测区域外。

与现有技术相比，本发明实施例的土壤水分、温度传感器组合支架在使用时，直接将土壤水分传感器5安装在土壤水分传感器安装位121上，将温度传感器4安装在温度传感器安装位21上，然后将本发明实施例的土壤水分、温度传感器组合支架通过固定杆3或者直接埋入一个测孔中，便可以完成安装，安装方便、作业量少。通过非金属主体1保持导热件2和温度传感器4均位于土壤水分传感器5的检测区域外，使两传感器之间的距离固定，避免两传感器的距离过近产生干扰，还可以方便的同时调整两传感器的安装姿态。检测过程中，温度传感器4安装在温度传感器安装位21上，导热件2能够将附近土壤的热量传递给温度传感器4，减少因非金属主体1阻挡土壤与温度传感器4的接触，导致的温度测量精度下降。

本实施例中，非金属主体1可以采用塑料材质，或者是采用ABS(AcrylonitrileButadiene Styrene，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)材料，通过3D打印技术制作而成。土壤水分传感器安装位121的结构根据所要安装的土壤水分传感器5进行选择，可以是槽状，也可以是卡接结构，还可以是螺栓固定结构。导热件2可以采用金属板，具体地可以是材质与温度传感器4探头相同的平板，或者是采用导热性能比温度传感器4探头更好的金属板。温度传感器安装位21的结构根据所要安装的温度传感器4进行选择，可以是槽状，也可以是卡接结构，还可以是螺栓固定结构。检测区域的大小由所采用的土壤水分传感器5的具体型号确定。更具体地，通过将非金属主体1两侧的距离设置的足够大，以保证导热件2和温度传感器4的位置在土壤水分传感器5的检测区域之外。

请参阅图1和图2，作为本发明提供的土壤水分、温度传感器组合支架的一种具体实施方式，非金属主体1包括：连接部11和固定部12。

连接部11用于与固定杆3连接，导热件2设于连接部11的一侧上。固定部12设于连接部11的另一侧上，土壤水分传感器安装位121设于固定部12远离连接部11的自由端上。

采用此种结构可以通过连接部11与固定杆3连接，利用固定杆3将本实施例的土壤水分、温度传感器组合支架送入挖好的孔中，确保土壤水分传感器5和温度传感器4的深度达到要求。采用此种设置也能够使土壤水分传感器安装位121与固定杆3的距离较远，避免固定杆3对土壤水分传感器5造成干扰。

本实施例中，连接部11和固定部12可以是用3D打印技术制作的一体结构。连接部11具体地可以是通过卡接、套接、螺栓连接等方式用于与固定杆3连接。固定部12的中间位置可以设有减重孔，减轻重量，方便安装。

请参阅图1和图2，作为本发明提供的土壤水分、温度传感器组合支架的一种具体实施方式，固定部12呈上薄下厚的楔形，该楔形结构可以大大消减测孔回填过程中回填土对固定部12的冲击力，土壤水分传感器安装位121为设于固定部12自由端端面上的传感器安装槽122，传感器安装槽122的上端在固定部12的两楔面上分别形成拆装口123。

本实施例中，固定部12大体呈竖直设置的板状，其上部的厚度较薄，下部的厚度较厚形成楔形。在使用时能够减少回填土在固定部12上的堆积，避免将测孔堵住，造成回填不实，影响监测。固定部12水平方向上的一端与连接部11固定，另一端的端面上设有传感器安装槽122。传感器安装槽122能够容纳土壤水分传感器5的主体部分，通过卡接或者是粘接的方式将土壤水分传感器5固定，保护土壤水分传感器5。传感器安装槽122沿上下方向延伸，其宽度小于固定部12下部的厚度，大于固定部12上部的厚度。传感器安装槽122上端向上延伸至固定部12上部后，在固定部12的两个楔面上形成拆装口123，操作者可以通过拆装口123将土壤水分传感器5安装到传感器安装槽122内，也便于通过拆装口123将土壤水分传感器5从传感器安装槽122内取出。

更具体地，固定部12上还可以设有多个扎带孔14，利用扎带穿过扎带孔14将土壤水分传感器5捆绑在传感器安装槽122内，进一步的确保将土壤水分传感器5固定牢固。

请参阅图1至图4，作为本发明提供的土壤水分、温度传感器组合支架的一种具体实施方式，土壤水分传感器安装位121为设于固定部12自由端端面上的传感器安装槽122，固定部12的底面上设有与传感器安装槽122连通的感测部伸出口124。此种结构使用时，将土壤水分传感器5的感测部从感测部伸出口124伸出，使土壤水分传感器5的感测部位于固定部12之下，固定部12能够对土壤水分传感器5的感测部形成一定的保护，避免回填测孔的时候，回填土砸伤感测部。还能够使土壤水分传感器5的感测部更加远离本申请的土壤水分、温度传感器组合支架，减少对水分监测的影响。

本实施例中，传感器安装槽122与土壤水分传感器5的外形相匹配，土壤水分传感器5能够准确的卡在传感器安装槽122中，保证土壤水分传感器5的位置准确，从而能够精准的控制传感器的安装姿态。传感器安装槽122的下端并没有直接将固定部12贯穿。固定部12自由端的端面上设有一凹槽，该凹槽上端与传感器安装槽122的下端连通，下端延伸至固定部12的底面形成感测部伸出口124。

请参阅图1至图4，作为本发明提供的土壤水分、温度传感器组合支架的一种具体实施方式，连接部11上端设有用于与固定杆3下端的套接口31套接的上插接杆111，下端设有用于与固定杆3上端的套接口31套接的下插接杆112，连接部11还设有过线通道113，过线通道113的一端在上插接杆111上形成用于与固定杆3下端的套接口31连通的上开口，过线通道113的另一端在下插接杆112上形成用于与固定杆3上端的套接口31连通的下开口。采用此种结构，在使用时可以通过多个固定杆3将多个土壤水分、温度传感器组合支架串联起来，然后***侧孔内，实现监测不同深度处土壤的温度和水分。下方传感器的连接线可以从固定杆3中穿过并通过过线通道113穿过连接部11，直至延伸到地面上，可以实现对连接线的地下部分完整的保护。

本实施例中，上插接杆111的形状与固定杆3下端的套接口31的形状相匹配，使两者能够套接在一起。下插接杆112的形状与固定杆3上端的套接口31的形状相匹配，使两者能够套接在一起。过线通道113可以是沿上下方向设置的贯通孔，过线通道113上端在上插接杆111的顶面上形成上开口，下端在下插接杆112的底面上形成下开口。更具体地，上插接杆111的侧面设有螺栓孔，对应地，上方固定杆3的套接口31的侧壁上设有螺栓孔，使用时，将上插接杆111与上方固定杆3的套接口31套接后，可以利用螺栓将上方的固定杆3和上插接杆111固定。下插接杆112的侧面设有螺栓孔，对应地，下方固定杆3的套接口31的侧壁上设有螺栓孔，使用时，将下插接杆112与下方固定杆3的套接口31套接后，可以利用螺栓将下方的固定杆3和下插接杆112固定。所采用的螺栓可以是非金属材质的螺栓，以减少干扰。

请参阅图1、图2和图4，作为本发明提供的土壤水分、温度传感器组合支架的一种具体实施方式，连接部11远离固定部12的一侧设有导热件2安装槽114，导热件2设于导热件2安装槽114内，温度传感器安装位21凸出于导热件2安装槽114外。此种结构能够使导热件2与连接部11的连接更加牢固，减少外界与导热件2的碰撞，也能够使温度传感器4与土壤的接触面积更大。

本实施例中，连接部11远离固定部12的一侧面竖直，导热件2安装槽114为设置在该侧面的上浅槽，导热件2为铺在导热件2安装槽114槽底的平板，温度传感器安装位21设于导热件2背向固定部12的板面上。导热件2的长轴沿上下方向设置，使导热件2在保持水平宽度较小的情况下增大导热件2的面积，避免因导热件2的水平宽度过大导致所需的测孔直径增大。在回填测孔时，避免回填土在导热件2上堆积，避免将测孔堵住，造成回填不实，影响监测。

请参阅图1和图2，作为本发明提供的土壤水分、温度传感器组合支架的一种具体实施方式，非金属主体1还包括加强部13，加强部13位于固定部12的上方，并连接于连接部11和固定部12之间；加强部13的顶面倾斜设置且高侧边与连接部11相接、低侧边与固定部12的自由端相接；加强部13的顶面上设有一端与传感器安装槽122连通、另一端向连接部11延伸的布线槽131。采用此种设置，加强部13能够增加连接部11和固定部12之间的连接强度。也能够通过加强部13的顶面倾斜设置减少回填土在加强部13顶面上的堆积，避免回填时阻塞测孔。还能够方便的通过布线槽131将土壤水分传感器5的连接线布置到与连接部11相连的固定杆3中，对连接线形成保护。

本实施例中，加强部13呈位于连接部11和固定部12夹角处的直角三角形，底部的直角边与固定部12相连，靠近连接部11的直角边与连接部11相连，加强部13的斜边形成倾斜设置的顶面。加强部13的厚度可以是与固定部12上部的厚度相同。布线槽131沿加强部13顶面的延伸方向设置，一端直至连接部11，另一端延伸至固定部12上与传感器安装槽122连通。土壤水分传感器5的连接线可以是卡在布线槽131内，也可以是粘在布线槽131内，可以有效避免传感器连接线的悬空，从而有效避免测孔回填过程中回填土的冲击力破坏传感器连接线，大大提高了传感器的成活率。更具体地，加强部13上可以设有扎带孔14，可以利用扎带穿过扎带孔14将土壤水分传感器5的连接线捆绑在布线槽131内，进一步保证连接线不会脱出。

请参阅图1和图2，作为本发明提供的土壤水分、温度传感器组合支架的一种具体实施方式，导热件2呈沿上下方向设置的长条形，温度传感器安装位21包括设于导热件2上的两个安装螺母211，两个安装螺母211沿上下方向间隔分布且轴线重合设置。采用此种设置能够使导热件2在保持水平宽度较小的情况下增大导热件2的面积，避免因导热件2的水平宽度过大导致所需的测孔直径增大。在回填测孔时，减少回填土在导热件2上的堆积，避免将测孔堵住，造成回填不实，影响监测。使用时，采用具有外螺纹的温度传感器4，两个安装螺母211固定温度传感器4的两端，使安装螺母211更加牢固。具体地，导热件2为平铺在导热件2安装槽114槽底的金属平板，两个安装螺母211焊接在导热件2的板面上，两个安装螺母211的轴线重合。

请参阅图1至图5，作为本发明提供的测量组件的一种具体实施方式，一种测量组件，包括以上任一项的土壤水分、温度传感器组合支架。

与现有技术相比，本发明实施例的测量组件采用上述土壤水分、温度传感器组合支架，在使用时，直接将土壤水分传感器5安装在土壤水分传感器安装位121上，将温度传感器4安装在温度传感器安装位21上，然后将土壤水分、温度传感器组合支架通过固定杆3或者直接埋入监测点中便可以完成安装，安装方便、作业量少。通过非金属主体1保持导热件2和温度传感器4均位于土壤水分传感器5的检测区域外，使两传感器之间的距离固定，避免两传感器的距离过近产生干扰，还可以方便的同时调整两传感器的安装姿态。检测过程中，温度传感器4安装在温度传感器安装位21上，导热件2能够将附近土壤的热量传递给温度传感器4，减少因非金属主体1阻挡土壤与温度传感器4的接触，导致的温度测量精度下降。

请参阅图3至图5，作为本发明提供的测量组件的一种具体实施方式，测量组件包括两个以上的土壤水分、温度传感器组合支架，测量组件还包括固定杆3，固定杆3内部设有沿轴向设置的通孔，通孔在固定杆3的两端分别形成用于与非金属主体1套接的套接口31，固定杆3下端的侧壁上还设有与通孔连通的穿线口32。采用此种结构能够简化同一位置不同深度处的监测点的传感器安装。在使用时，通过固定杆3连接在土壤水分、温度传感器组合支架之间，将两个土壤水分、温度传感器组合支架埋入测孔中后，能够准确的保持两个土壤水分、温度传感器组合支架的深度差，实现对不同深度的土壤进行监测。使用时，可以通过固定杆3将多个安装有传感器的土壤水分、温度传感器组合支架从上到下依次串联，从而能够将传感器送到单个测孔的不同深度处，实现对测孔不同深度处的土壤进行监测；通过控制固定杆3的长度，可以实现土壤内部传感器深度的精准控制。

具体地，固定杆3可以采用方管，管孔即为通孔，方管两端的开口分别形成套接口31。固定杆3的材质可以是金属或者非金属。固定杆3的长度根据同一测孔中两个监测点的深度差确定。穿线口32可以是具有多个，具体地可以是分别设置在固定杆3下端面向布线槽131的侧壁上和面向导热件2的侧壁上。土壤湿度传感器的连接线沿布线槽131进入穿线口32中。

在具体地施工中，可以包括以下几个步骤：

1.土方施工

根据设计，通过测量把施工图纸上的传感器埋设位置在实地进行放样定位，并用钻机在地面上钻出测孔，测孔的深度不小于最深的传感器埋设位置的深度。

2.组装测量组件

参照同一测孔中传感器埋设位置的深度差，制作相应长度的固定杆3。利用固定杆3串联多个土壤水分、温度传感器组合支架，使相邻的土壤水分、温度传感器组合支架之间的间距与同一测孔中各个传感器埋设位置的深度差相同。在温度传感器安装位21上安装温度传感器4，在土壤水分传感器安装位121上安装土壤水分传感器5，将各个传感器的连接线穿入固定杆3的通孔中，并从固定杆3靠近地面的一端引出。

4.回填测孔

将组装好的测量组件***测孔当中，并确保各个传感器处于预定深度，按原土层回填，回填一定高度捣实一部分，边回填边捣实，直至回填至地面高度完成施工。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。