(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 202211359507.7 (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) (54)发明名称 一种具有自诊断和自校准的土壤张力传感 器装置 (57)摘要 本发明涉及一种具有自诊断和自校准的土 壤张力传感器装置， 其特征在于， 所述土壤张力 传感器装置包括： 流体箱、 流体管路、 第一电磁 阀、 第二电磁阀、 土壤张力传感器、 多孔陶瓷介 质、 压力传感器、 液位传感器、 驱动控制单元、 数 据处理单元、 数据存储单元、 数据发送和接收单 元； 流体箱通过流体管路连接土壤张力传感器， 流体箱内的液体进入土壤张力传感器的液体腔 内， 液体腔下方插设多孔陶瓷介质， 多孔陶瓷介 质接触土壤， 液体腔内的液体通过多孔陶瓷介质 与土壤进行水分 交换达到水势平衡； 本发明使用 本地数据自检判断的方式维护土壤张力传感器， 种植者无需定期去安装现场对传感装置进行全 面检查和维护。 权利要求书2页 说明书9页 附图3页 CN 115541849 A 2022.12.30 CN 115541849 A 1.一种具有自诊断和自校准的土壤张力传感器装置， 其特征在于， 所述土壤张力传感 器装置包括： 流体箱、 流体管路、 第一电磁阀、 第二电磁阀、 土壤张力 传感器、 多孔陶瓷介质、 压力传感器、 液位传感器、 驱动控制单元、 数据处理单元、 数据存储单元、 数据发送和接收单 元； 流体箱通过流体管路连接土壤张力传感器， 流体箱内的液体进入土壤张力传感器的液 体腔内， 液体腔下方插设多孔陶瓷介质， 多孔陶瓷介质接触土壤， 液体腔内的液体通过多孔 陶瓷介质与土壤进行 水分交换达 到水势平衡； 流体箱底部设置第一电磁阀， 控制进入土壤张力传感器液体腔的液体； 土壤张力传感器的液体腔上 方设置真空泵， 真空泵抽取 液体腔内的气体； 土壤张力传感器的液体腔内设置第二电磁阀， 确保无气体液体接触多孔陶瓷介质； 土壤张力传感器液体腔内设置压力传感器、 温度和液位传感器， 土壤张力传感器收集 液体腔内压力值、 温度值和液位 值， 液体腔内压力值 为多孔陶瓷介质处的土壤张力值； 土壤张力传感器 内设置数据处理单元和数据存储单元， 数据处理单元连接数据存储单 元， 数据处理单元对收集的液体腔 内压力值和液位值进行判断计算， 并将数据存储至数据 存储单元内； 土壤张力传感器内还设置驱动控制单元， 数据处理单元连接驱动控制单元， 驱动控制 单元分别连接第一电磁阀、 第二电磁阀和真空泵， 数据 处理单元向驱动控制单元发送驱动 命令， 驱动控制单 元分别控制第一电磁阀、 第二电磁阀的开关和真空泵的启停。 2.如权利要求1所述的具有自诊断和自校准的土壤张力传感器装置， 其特征在于： 所述 流体箱内设置流体箱液位传感器， 所述流体箱内储存的介质为无气的水或其它液体， 流体 箱液位传感器连接所述数据 处理单元， 发送流体箱液位数值至所述数据 处理单元， 所述数 据处理单元对流体箱液位数值进行判断计算。 3.如权利要求2所述的具有自诊断和自校准的土壤张力传感器装置， 其特征在于： 所述 土壤张力 传感器内还设置数据发送和接收单元， 所述数据处理单元分别连接数据发送和接 收单元， 所述数据 处理单元将所述液体腔 内压力值、 液位值和所述流体箱液位数值及判断 计算结果通过数据发送单元发送至远程服务器端； 所述数据处理单元通过数据接收单元接 收远程服务器端的驱动命令 。 4.如权利要求3所述的具有自诊断和自校准的土壤张力传感器装置， 其特征在于： 所述 土壤张力传感器还包括定位单元， 所述数据 处理单元连接定位单元， 所述数据 处理单元将 所述土壤张力传感器的定位数据通过 所述数据发送单 元发送至远程 服务器端。 5.如权利要求1所述的具有自诊断和自校准的土壤张力传感器装置， 其特征在于： 所述 土壤张力传感器顶端设置密封 盖， 在密封盖下方密封连接 土壤张力传感器的外壳； 密封盖内设置液体注入口， 所述流体管路通过液体注入口连接所述土壤张力传感器的 液体腔； 密封盖内还设置气体通孔， 气体通孔一端连接所述真空泵， 另一端连接外界大气， 从所 述液体腔内抽取的气体通过气体通 孔排出。 6.如权利要求5所述的具有自诊断和自校准的土壤张力传感器装置， 其特征在于： 所述 真空泵设置有气体入口端， 气体入口端包裹防水透气膜， 防止所述液体腔 内水分进入所述 真空泵内；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115541849 A 2所述气体通 孔连接外界大气的一端也包裹防水透气膜， 防止 外界雨水渗入。 7.如权利要求1所述的具有自诊断和自校准的土壤张力传感器装置， 其特征在于： 所述 流体箱内设置有温度传感器， 温度传感器连接所述数据 处理单元， 所述数据 处理单元根据 预设温度阈值对流体箱温度进行判断计算； 所述流体箱的保温材料内层和所述流体管路的保温材料内层包裹电加热层， 电加热层 连接所述驱动控制单元， 所述数据处理单元根据所述流体箱温度的判断值通过所述驱动控 制单元启动电加热层。 8.如权利要求1所述的具有自诊断和自校准的土壤张力传感器装置， 其特征在于： 所述 第二电磁阀将所述液体腔分割为第一液体腔和第二液体腔； 所述液位传感器包括下限液位传感器和上限液位传感器； 其中， 下限液位传感器设置在第一液体腔内， 上限液位传感器设置在第二液体腔内。 9.如权利要求1 ‑8任一项所述的具有自诊断和自校准的土壤张力传感器装置， 其特征 在于： 当所述数据处理单元收集的所述下限液位传感器液位数值小于或等于预设下限液位 阈值时， 所述数据 处理单元向驱动控制单元发送打开第二电磁阀的指令， 所述第二电磁阀 打开， 液体从所述第二液体腔进入第一液体腔， 所述数据 处理单元向驱动控制单元发送启 动真空泵的驱动命令， 真空泵抽取所述液体腔 内的气体； 当所述数据 处理单元收集的液体 腔内压力值大于或等于 设定压力阈值时， 所述数据处理单元向驱动控制单元发送关闭第二 电磁阀的驱动命令， 所述第二电磁阀关闭， 所述第一液体腔内液体为无气体液体， 然后所述 数据处理单元向驱动控制单元发送关闭真空泵的驱动命令， 所述数据处理单元继续向驱动 控制单元发送打开第一电磁阀的驱动命令， 所述流体箱内液体通过所述流体管路进入所述 第二液体腔， 当所述数据处理单元收集的上限液位传感器液位数大于或等于液位上限值阈 值时， 所述数据处 理单元向驱动控制单 元发送关闭第一电磁阀的驱动命令； 当所述数据处理单元收集的所述流体箱液位数值小于或等于流体箱液位阈值 时， 所述 数据处理单元将所述土壤张力传感器的定位数据和所述流体箱液位数值发送至远程服务 器端报警。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115541849 A 3