探针式土壤墒情传感器

技术领域

本申请涉及一种探针式土壤墒情传感器。

背景技术

土壤墒情是指土壤的湿度情况。土壤湿度是土壤的干湿程度，即土壤的实际含水量，可用土壤水与烘干土重或土壤体积的比值表示，也可以土壤含水量相当于田间持水量的百分比，或相对于饱和水量的百分比等相对量表示。

现有的土壤墒情以及其他参数检测装置一般采用相应的具有探针或其他检测元件的检测头插入到土壤中进行检测。并且，现有的土壤墒情检测装置均要采用有线的供电或有线的电源传输进行工作。这样非常不利于野外的检测环境，并且不适于长期的监测。

发明内容

为了解决现有技术的不足之处，本申请提供一种探针式土壤墒情传感器，包括：若干探针、外壳体、封盖、第一电路板、第二电路板和电池组；其中，外壳体形成有一个外壳腔，所述外壳体被构造为在所述外壳腔的一端具有敞口，所述封盖固定连接至所述外壳体以封闭所述外壳腔的敞口；所述若干探针平行设置且均平行于第一方向，所述第一电路板与所述第二电路板沿第一方向间隔一定距离设置；所述探针沿第一方向穿过所述封盖后固定连接至所述第一电路板并与所述第二电路板构成电性连接。

进一步地，所述第一电路板和所述第二电路板平行设置且均垂直于所述探针的延伸方向。

进一步地，所述封盖形成有定位柱，所述第一电路板设有供所述定位柱穿过的定位通孔。

进一步地，所述探针式土壤墒情传感器还包括：定位螺栓；所述第二电路板设有板孔，所述定位柱设有柱螺孔，所述定位螺栓穿过所述第二电路板的板孔并旋进所述柱螺孔以使所述第二电路板固定至所述定位柱。

进一步地，所述探针式土壤墒情传感器还包括：锁定螺母，所述探针位于所述封盖内侧端部处设有外螺纹，所述锁定螺母通过所述探针的外螺纹连接至所述探针位于所述封盖内侧端部处。

进一步地，所述第一电路板至少部分设置于所述封盖和所述锁定螺母之间。

进一步地，所述锁定螺母设置于所述第一电路板和第二电路板之间。

进一步地，所述第一电路板设有若干导电区域，所述锁定螺母与所述导电区域接触以使所述探针与所述第一电路板的印刷电路构成电性连接。

进一步地，所述第一电路板连接有第一连接端子，所述第二电路板连接有第二连接端子，所述第一连接端子构成物理连接以使所述第一电路板和第二电路板的印刷电路构成电性连接。

进一步地，所述电池组电性连接至所述第二电路板。

本申请的有益之处在于：提供了一种结构合理可靠且具巧妙利用双层电路板实现检测功能的探针式土壤墒情传感器。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是根据本申请一种实施例的探针式土壤墒情传感器的立体结构示意图；

图2是图1所示实施例的探针式土壤墒情传感器从第一视角观察的结构示意图；

图3是图1所示实施例的探针式土壤墒情传感器从第二视角观察的结构示意图；

图4是图1所示实施例的探针式土壤墒情传感器从第二视角相对的方向观察的结构示意图；

图5是图1所示实施例的探针式土壤墒情传感器从第三视角观察的结构示意图；

图6是图1所示实施例的探针式土壤墒情传感器的外壳体结构示意图；

图7是图1所示实施例的探针式土壤墒情传感器的外壳体从另一视角观察的结构示意图；

图8是图1所示实施例的探针式土壤墒情传感器的除去外壳体之后结构示意图；

图9是图8所示结构除去内壳体的一部分等结构之后的结构示意图；

图10是图8所示结构除去内壳体的另一部分等结构之后的结构示意图；

图11是图8所示结构除去探针之后的结构示意图；

图12是图1所示实施例的探针式土壤墒情传感器的内壳体一部分结构示意图；

图13是图1所示实施例的探针式土壤墒情传感器的内壳体另一部分结构示意图；

图14是图1所示实施例的探针式土壤墒情传感器除去外壳体和内壳体之后的结构示意图；

图15是图13所示结构从另一侧观察的结构示意图；

图16是图13所示结构从另一角度观察的结构示意图；

图17是图13所示结构从平行于探针的角度观察的结构示意图；

图18是图13所示结构从垂直于探针的角度观察的结构示意图；

图19是图1所示实施例的探针式土壤墒情传感器的探针、封盖和电路板构成的整体的结构示意图；

图20是图1所示实施例的探针式土壤墒情传感器的探针和电路板的结构示意图；

图21是图20所示结构从另一视角观察的结构示意图；

图22是图20所示结构中部分部件结构示意图；

图23是图1所示实施例的探针式土壤墒情传感器的封盖的结构示意图；

图24是图1所示实施例的探针式土壤墒情传感器的封盖另一角度的结构示意图。

附图中标记的含义：

探针式土壤墒情传感器100，主体部10，探测部20，探针101，外壳体102，外壳腔1021，外安装螺孔1022，封闭壁1023，侧壁1024，弧形壁1025，胶柱通孔1026，外灯孔1027，封盖103，密封凹槽1031，盖孔1032，内安装螺孔1033，定位柱1034，柱螺孔1035，加强筋1036，内壳体104，内壳螺孔1041，限位筋1042，按钮通孔1043，内灯孔1044，第一电路板105，定位通孔1051，导电区域1052，定位缺口1053，第二电路板106，板孔1061，电池组107，弧形面1071，电容器108，天线组件109，第一天线部1091，第二天线部1092，反射面1093，分隔缝1094，按钮开关110，保护胶套111，按钮胶柱112，指示灯113，控制芯片114，安装螺栓115，间隔密封件116，定位螺栓117，锁定螺母118，第一连接端子119，第二连接端子120，连接线缆121；

第一方向D1，第二方向D2，第三方向D3，第一投影面T1，第二投影面T2，第三投影面T3；

在第一方向上尺寸：探测部L1，主体部L2，电池组L3，电容器L4，天线组件L5；

在第二方向上尺寸：探测部W1，主体部W2，电池组W3,电容器W4，天线组件W5，探针间接W6；

回转体面的回转轴线与圆柱面的中心轴线所在的平面P。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

参照图1至图24所示，本申请的探针式土壤墒情传感器包括：探针、外壳体、封盖、内壳体、第一电路板、第二电路板、电池组、电容器、天线组件、按钮开关、保护胶套、按钮胶柱、指示灯、控制芯片、安装螺栓、间隔密封件、定位螺栓、锁定螺母、第一连接端子、第二连接端子、连接线缆。

其中，若干探针固定连接至外壳体；电路板和电池组容纳在外壳体内部；外壳体、电路板和电池组构成的整体定义为主体部；探针位于主体部以外的部分定义为探测部；探针平行设置且均平行于第一方向；探测部与主体部在第一方向的最大尺寸的比值取值范围为0.5至1.0。作为进一步优选方案，该比值取值范围为0.55至0.67，更具体而言该比值为0.67。

作为具体方案，探针沿第二方向排布，探测部与主体部在第二方向的最大尺寸的比值取值范围为0.4至0.8。作为进一步优选方案，该比值取值范围为0.55至0.60，更具体而言该比值为0.579。

作为具体方案，探针在第二方向上的间距与探测部在第一方向的最大尺寸的比值取值范围为0.15至0.6。作为进一步优选方案，该比值取值范围为0.2至0.35，更具体而言该比值为0.299。

作为具体方案，探针在第二方向上的间距与探测部在第二方向的最大尺寸的比值取值范围为0.225至0.9。作为进一步优选方案，该比值取值范围为0.4至0.5，更具体而言该比值为0.451。

作为具体方案，探针的数目为3，两侧的探针相对中间探针对称设置。

作为具体方案，探测部在第一方向的最大尺寸与其在第二方向的最大尺寸比值取值范围为0.9至4。作为进一步优选方案，该比值取值范围为1.3至1.6，更具体而言该比值为1.51。

作为具体方案，探测部与电池组在第一方向的最大尺寸比值的取值范围为0.65至2。作为进一步优选方案，该比值取值范围为1.2至1.6，更具体而言该比值为1.361。

作为具体方案，主体部与电池组在第二方向的最大尺寸比值的取值范围为1.6至4.5。作为进一步优选方案，该比值取值范围为3至3.5，更具体而言该比值为3.247。

作为具体方案，电容器与主体部在第一方向最大尺寸比值的取值范围为0.1至0.4。作为进一步优选方案，该比值取值范围为0.15至0.2，更具体而言该比值为0.196。

作为具体方案，探针式土壤墒情传感器还包括：天线组件；天线组件容纳在外壳内部且与电路板构成电性连接；天线组件与主体部在第一方向最大尺寸比值的取值范围0.1至0.5。作为进一步优选方案，该比值取值范围为0.3至0.4，更具体而言该比值为0.362。

由实验可知，探针太长容易折断，太短容易影响检测效果，同样外壳体等其他部件也存在需要尺寸平衡的需求，以上对于本申请的探针式土壤墒情传感器各部分尺寸的设计兼顾了检测功能的实现和便于携带和埋设的需求。

作为本申请的另一方面，探针固定连接至外壳体；电路板、电池组、电容器和天线组件设置在外壳体内部；探针平行设置且均平行于第一方向；在第一方向上，电路板设置于探针与电池组之间。

作为具体方案，电路板设置在探针与电容器之间。

作为具体方案，电路板设置在探针与天线组件之间。

作为具体方案，电池组、电容器和天线组件位于电路板的同侧。

作为具体方案，探针沿第二方向排布；在第二方向上电容器与电池组并排设置。

作为具体方案，将与第一方向和第二方向均垂直的方向定义为第三方向，在第三方向上电池组与电容器均位于天线组件的同侧。

作为具体方案，将垂直于第一方向的投影平面定义为第一投影面，电池组和电容器在第一投影面内的投影位于电路板在第一投影面内的投影内部。

作为具体方案，将垂直于第二方向的投影平面定义为第二投影面，电容器在第二投影面内的投影位于电池组在第二投影面内的投影内部。

作为具体方案，将垂直于第三方向的投影平面定义为第三投影面，电容器在第三投影面的投影与天线组件在第三投影面的投影至少部分重叠。

作为具体方案，电池组在第三投影面的投影与天线组件在第三投影面的投影至少部分重叠。

采用以上方案，更加立体的在三维空间将各个部件进行布设，从而更加优化了占用的空间。尤其是，电池组和电路板的设置方式，使探针式土壤墒情传感器整体更便于埋设。

作为本申请的另一方面，其中，外壳体形成有一个外壳腔，外壳体被构造为在外壳腔的一端具有敞口，封盖固定连接至外壳体以封闭外壳腔的敞口；内壳体围成一个内壳空间，电路板、电池组设置在内壳空间中；若干探针固定连接至封盖并与电路板构成电性连接。

作为具体方案，外壳体在外壳腔的敞口相对端处被构造为封闭结构，封闭结构至少包括一个封闭壁。

作为具体方案，探针平行设置且均平行于第一方向，外壳体的敞口和封闭壁设置于沿第一方向的相对两端。

作为具体方案，将垂直于第一方向的投影平面定义为第一投影面，外壳体在第一投影面的投影为腰形。

作为具体方案，外壳体的敞口和封盖在第一投影面的投影均为腰形且彼此重合。

作为具体方案，封盖的周边设有密封凹槽，密封凹槽中设有封边密封圈或封边密封填料。

作为具体方案，封盖设有沿第一方向贯穿的盖孔，探针穿过盖孔并延伸至内壳空间中。

作为具体方案，探针的外径等于或大于盖孔的孔径。具体而言，封盖可以采用塑料材料，通过塑料材料的伸缩性，可以使探针与封盖构成过盈配合。作为替代方案，也可以在盖孔中添加防水胶以实现防水效果。

作为具体方案，封盖的周边设有若干内安装螺孔；外壳体在对应内安装螺孔的位置设有若干外安装螺孔；安装螺栓穿过外安装螺孔并旋进至内安装螺孔。

作为具体方案，间隔密封件设置在封盖与内壳体之间。

采用双壳体和封盖的设计，尤其是探针安装的方式，使本申请的外壳体具有更好的密封效果，而内壳体更好的对内部部件进行定位。

作为本申请的另一方面，外壳体形成有一个外壳腔，外壳体被构造为在外壳腔的一端具有敞口，封盖固定连接至外壳体以封闭外壳腔的敞口；若干探针平行设置且均平行于第一方向，第一电路板与第二电路板沿第一方向间隔一定距离设置；探针沿第一方向穿过封盖后固定连接至第一电路板并与第二电路板构成电性连接。

作为具体方案，第一电路板和第二电路板平行设置且均垂直于探针的延伸方向。需要说明的是，第一电路板设有定位缺口，其与内壳体配合能够防止第一电路板装反。

作为具体方案，封盖形成有定位柱，第一电路板设有供定位柱穿过的定位通孔。

作为具体方案，第二电路板设有板孔，定位柱设有柱螺孔，定位螺栓穿过第二电路板的板孔并旋进柱螺孔以使第二电路板固定至定位柱。

作为具体方案，探针位于封盖内侧端部处设有外螺纹，锁定螺母通过探针的外螺纹连接至探针位于封盖内侧端部处。

作为具体方案，第一电路板至少部分设置于封盖和锁定螺母之间。

作为具体方案，锁定螺母设置于第一电路板和第二电路板之间。

作为具体方案，第一电路板设有若干导电区域，锁定螺母与导电区域接触以使探针与第一电路板的印刷电路构成电性连接。

作为具体方案，第一电路板连接有第一连接端子，第二电路板连接有第二连接端子，第一连接端子构成物理连接以使第一电路板和第二电路板的印刷电路构成电性连接。

作为具体方案，电池组电性连接至第二电路板。天线组件和电容器也电性连接至第二电路板。

采用以上技术方案，使第一电路板用于电性连接探针，而第二电路板用于连接控制芯片等控制电路，采用这样的方案，有效缩小了电路板占用的三维空间，使整个探针式土壤墒情传感器相对小巧。

需要说明的是，在本申请中，电路板既可以指第一电路板或第二电路板或者它们的集合。

作为优选方案，为了轻量化封盖，封盖可以采用加强筋中空的方式减轻重量。可以在加强筋之间添加防水胶保证防水效果。

作为本申请的另一方面，探针平行设置且均平行于第一方向；天线组件至少具有一个与第一方向平行设置的反射面。

作为具体方案，外壳体设有两个平行设置侧壁，天线组件的反射面与其中一个侧壁靠近且平行设置。

作为具体方案，外壳体设有两个相对设置弧形壁，天线组件至少一部分随着弧形壁弯曲方向弯曲延伸。

作为具体方案，外壳体的一端设有敞口，另一端设有封闭壁，天线组件设置在靠近封闭壁的位置处。

作为具体方案，探针沿第二方向排布；天线组件包括：第一天线部和第二天线部，在第二方向上，第一天线部的尺寸小于第二天线部。

作为具体方案，将与第一方向和第二方向均垂直的方向定义为第三方向，将垂直于第三方向的投影平面定义为第三投影面；第一天线部在第三投影面的投影与电池组在第三投影面的投影重叠。

作为具体方案，第二天线部在第三投影面的投影位于电池组在第三投影面的投影的外部。

作为具体方案，天线组件包括导电布，导电布设有分隔缝以使导电布被分为属于第一天线部和属于第二天线部的两个部分。

作为具体方案，电池组设置在内壳体内部；内壳体设置在外壳体内部，天线组件至少部分位于内壳体和外壳体之间。

作为具体方案，天线组件通过连接线缆电性连接至第二电路板。

采用以上方案设置天线组件，可以获得较好无线通讯效果。

作为本申请的另一方面，外壳体设有胶柱通孔，按钮开关连接至电路板，按钮胶柱至少部分设置在胶柱通孔中，保护胶套至少一部分连接至外壳体以使保护胶套覆盖按钮胶柱。

作为具体方案，指示灯与电路板构成电性连接，外壳设有外灯孔，指示灯至少部分设置在外灯孔中。

探针平行设置且均平行于第一方向，外壳体设有两个平行设置侧壁，侧壁平行第一方向，保护胶套附着于侧壁的外侧。

保护胶套与侧壁构成转动连接。电池组设置在内壳体内部；内壳体设置在外壳体内部，内壳体对应按钮开关处设有至少供按钮开关穿过的按钮通孔。内壳体还设有供指示灯穿过的内灯孔。

电路板包括第一电路板和第二电路板，第二电路板设置在第一电路板和电池组之间，按钮开关固定连接至第二电路板。探针平行设置且均平行于第一方向，在第一方向上，外壳体的一端设有敞口，另一端设有封闭壁，胶柱通孔设置在靠近敞口的位置。

外壳体的一端设有敞口，封盖固定连接至外壳体以封闭外壳体的敞口；探针平行设置且均平行于第一方向，在第一方向上，胶柱通孔设置在靠近封盖的位置。外壳体设有两个相对设置弧形壁，探针沿第二方向排布，在第二方向上，两个弧形壁相对胶柱通孔对称设置。

基于以上方案，使本申请的探针式土壤墒情传感器具有防水效果较好的操控界面。

作为本申请的另一方面，其中，探针平行设置且固定连接至外壳体；电路板和电池组设置在外壳体的内部；探针的长度方向与外壳体的长度方向平行设置。

作为具体方案，探针的长度方向与电路板的长度方向垂直设置。

作为具体方案，探针式土壤墒情传感器还包括：电容器；电容器设置在外壳体的内部，电容器长度方向与电池组的长度方向平行设置。

作为具体方案，探针的数目为3，其余两个探针相对位于中间的探针对称设置。

作为具体方案，电池组至少具有一个回转体面，回转体面的回转轴线平行于探针的长度方向。

作为具体方案，电池组至少包括两个以上的电芯单元，电芯单元的长度方向平行于探针的长度方向。

作为具体方案，电容器至少具有一个圆柱面，圆柱面的中心轴线平行于探针的长度方向。

作为具体方案，探针沿第二方向排布，回转体面的回转轴线与圆柱面的中心轴线所在的平面与第二方向倾斜相交。

作为具体方案，外壳体设有两个相对设置弧形壁，电池组件的回转体面与其中一个弧形壁具有相同的弯曲方向，且电池组件形成回转体面的部分至少部分的设置于弧形壁所包围的空间内部。

作为具体方案，电容器的回转体面与其中一个弧形壁具有相同的弯曲方向，且电容器中至少一部分位于另一个弧形壁所包围的空间内部。

作为进一步的优选方案，内壳体内侧设有若干限位筋以固定电路板、电池组和电容器的位置。

采用以上的技术方案，可以使本申请的探针式土壤墒情传感器的整体外形比较适于填埋，同时腰形的设计使得电容器和电芯单元均得到有效固定。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。