專利名稱:一種凍土深度傳感器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)一種凍土深度傳感器，包括：控制器、溫度采集器、保護(hù)管、防水密封盒、灌封材料和控制電纜，其中所述控制器安裝在所述防水密封盒內(nèi)；所述防水密封盒固定設(shè)置在所述保護(hù)管一端；所述溫度采集器通過(guò)灌封材料整體灌封在所述保護(hù)管一側(cè)的凹槽中，所述保護(hù)管的另一端埋入土壤中，所述溫度采集器與所述保護(hù)管一起被埋入被測(cè)土壤中；所述控制電纜連接在所述控制器與所述溫度采集器之間。
【專利說(shuō)明】
一種凍土深度傳感器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及凍土測(cè)量領(lǐng)域，具體而言，涉及一種凍土深度傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]凍土測(cè)量是凍土地區(qū)生產(chǎn)建設(shè)的基本需求，在氣候環(huán)境變化的研究和凍土氣象災(zāi)害預(yù)警等領(lǐng)域是不可或缺的。目前測(cè)量?jī)鐾恋姆椒ㄓ羞_(dá)泥林凍土測(cè)量、直接測(cè)量、遙感法測(cè)量、自動(dòng)測(cè)量等方法。
[0003]達(dá)泥林方法測(cè)量?jī)鐾辽疃壤缫怨嘧⒃谙鹉z皮管中水的凍結(jié)深度來(lái)記錄凍土深度的。這種方法較為原始，由于土壤的質(zhì)地和水溶液的成分復(fù)雜、濃度不均、壓力的不同等因素使得凍土的凍結(jié)和純水的凍結(jié)情況不同，這種測(cè)量?jī)鐾恋姆椒ú⒉豢茖W(xué)，且不能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)土壤凍結(jié)深度。設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)陋，易損毀。
[0004]直接測(cè)量方法如人工挖坑或者鉆洞，這種方法較為原始，需要投入大量的人力和物力。這種方法的缺點(diǎn)是觀測(cè)不方便，數(shù)據(jù)密度不夠，不能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)凍土深度。
[0005]遙感法測(cè)量方法只能獲取淺層地表的土壤的凍結(jié)情況，在我國(guó)北方地區(qū)，凍土層較厚，使用遙感法不能準(zhǔn)確測(cè)量?jī)鐾恋纳疃取Ｈ秉c(diǎn)顯而易見(jiàn)。
[0006]隨著自動(dòng)氣象站在全國(guó)氣象站的廣泛普及，很多觀測(cè)項(xiàng)目已經(jīng)進(jìn)行自動(dòng)觀測(cè)，但是凍土觀測(cè)一直沒(méi)有得到很好的改進(jìn)。無(wú)法滿足凍土自動(dòng)化測(cè)量的要求，直到2013年以來(lái)一些自動(dòng)測(cè)量?jī)鐾恋姆椒ㄩ_(kāi)始興起。
[0007]凍土與未凍土的水分和溫度參數(shù)有一定的差異，且差異在數(shù)值上較明顯。根據(jù)這一特性設(shè)計(jì)出很多自動(dòng)化測(cè)量?jī)鐾恋男路椒āＤ壳白詣?dòng)化測(cè)量?jī)鐾恋姆椒ㄖ饕?電容法、電阻法、射線法，紅外遙感法等。其中射線法和紅外法成本高，不易推廣。而電容法和電阻法測(cè)量?jī)鐾辽疃容^為常見(jiàn)，電容法和電阻法其原理是測(cè)量土壤的介電常數(shù)，土壤含水量的變化主要是由于介電常數(shù)發(fā)生變化引起的，當(dāng)土壤中水變?yōu)楸r(shí)，介電常數(shù)會(huì)發(fā)生明顯變化。以此來(lái)測(cè)量。這種方法需要做大量數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)用于標(biāo)定，工作量龐大，且電容極板受熱漲冷縮的影響會(huì)發(fā)生變形，還有土壤中含有大量金屬礦石對(duì)電容的電場(chǎng)進(jìn)行干擾也會(huì)影響測(cè)量結(jié)果。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008]本實(shí)用新型提供一種凍土深度傳感器，用以克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的至少一個(gè)問(wèn)題。
[0009]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供了一種凍土深度傳感器，包括:控制器、溫度采集器、保護(hù)管、防水密封盒、灌封材料和控制電纜，其中所述控制器安裝在所述防水密封盒內(nèi)；所述防水密封盒固定設(shè)置在所述保護(hù)管一端;所述溫度采集器通過(guò)灌封材料整體灌封在所述保護(hù)管一側(cè)的凹槽中，所述保護(hù)管的另一端埋入土壤中，所述溫度采集器與所述保護(hù)管一起被埋入被測(cè)土壤中；所述控制電纜連接在所述控制器與所述溫度采集器之間。
[0010]進(jìn)一步地，所述防水密封盒的防水等級(jí)為IP65。[0011 ]進(jìn)一步地，所述控制器與所述溫度采集器通過(guò)溫度采集接口相連，所述溫度采集接口包含SPI總線、溫度傳感器分時(shí)測(cè)量控制信號(hào)和供電電源。
[0012]進(jìn)一步地，所述溫度采集器由多塊溫度采集電路板串接構(gòu)成。
[0013]進(jìn)一步地，每塊所述溫度采集電路板包括溫度采集器接口電路、總線驅(qū)動(dòng)能力增強(qiáng)電路、溫度傳感器分時(shí)測(cè)量控制電路和8個(gè)溫度傳感器，所述溫度采集器接口電路用于實(shí)現(xiàn)與所述控制器相連以及溫度采集電路板之間的級(jí)聯(lián);所述總線驅(qū)動(dòng)能力增強(qiáng)電路用于增強(qiáng)SPI總線驅(qū)動(dòng)能力，實(shí)現(xiàn)同時(shí)驅(qū)動(dòng)200個(gè)節(jié)點(diǎn);所述溫度傳感器分時(shí)測(cè)量控制電路用于選擇讀取某個(gè)溫度傳感器的數(shù)據(jù);所述溫度傳感器用于測(cè)量所在位置的溫度值。
[0014]進(jìn)一步地，所述控制器采用意法半導(dǎo)體公司的STM32F103。
[0015]經(jīng)過(guò)測(cè)試，本實(shí)用新型的凍土傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，易于實(shí)現(xiàn)，可操作強(qiáng)。大大提高了凍土檢測(cè)的精度。而且使用這種結(jié)構(gòu)的凍土傳感器使用壽命長(zhǎng)，不受季節(jié)限制，非常適合野外使用。
【附圖說(shuō)明】

[0016]為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0017]圖la、圖1b圖為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的凍土深度傳感器的正視圖和側(cè)視圖；
[0018]圖2為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的凍土深度傳感器的結(jié)構(gòu)圖；
[0019]圖3為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的控制器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖4為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的溫度采集器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021 ]圖5為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的保護(hù)管剖面圖；
[0022]圖6為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的溫度采集板示意圖；
[0023]圖7a、圖7b為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的總線驅(qū)動(dòng)能力增強(qiáng)電路示意圖；
[0024]圖7c、圖7d為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的溫度采集接口電路示意圖；
[0025]圖7e為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的溫度傳感器分時(shí)測(cè)量控制電路示意圖；
[0026]圖7f為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的用于提高ADT7310數(shù)據(jù)輸出端口的輸出能力的電路不意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有付出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0028]圖la、圖1b圖為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的凍土深度傳感器的正視圖和側(cè)視圖；圖2為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的凍土深度傳感器的結(jié)構(gòu)圖；如圖所示，A為土壤，B為地表面，凍土深度傳感器是用于凍土層深度的自動(dòng)測(cè)量?jī)x器，包括:控制器2、溫度采集器6、保護(hù)管3、防水密封盒1、灌封材料5和控制電纜4，其中控制器2安裝在防水密封盒I內(nèi)；防水密封盒I固定設(shè)置在保護(hù)管3—端;保護(hù)管3的另一端埋入土壤中；溫度采集器6通過(guò)灌封材料整體灌封在保護(hù)管3—側(cè)的凹槽中，溫度采集器6與保護(hù)管3—起被埋入被測(cè)土壤中；控制電纜4連接在控制器2與溫度采集器6之間。圖2中，外部設(shè)備201與控制器2相連，控制器2包括RS-485接口 202、處理器203 (可優(yōu)選高性能低功耗處理器)、電源模塊204、第一溫度采集接口 205，溫度采集器6包括第二溫度采集接口 206及與第二溫度采集接口 206相連的第I個(gè)溫度采集電路板207、第2個(gè)溫度采集電路板208、……、第η個(gè)溫度采集電路板209和第n+1個(gè)溫度采集電路板210，η為自然數(shù)。
[0029]由于安裝地點(diǎn)的條件限制(野外、高寒)，所有元器件的均采用工業(yè)級(jí)溫度標(biāo)準(zhǔn)(-40 °C?85 °C)，盒體及保護(hù)管防水等級(jí)IP65以上，據(jù)有巨大的測(cè)量深度(本實(shí)施例以2米測(cè)量深度為例)。
[0030]以下對(duì)凍土深度傳感器的各部件進(jìn)行詳細(xì)介紹。
[0031](I)控制器
[0032]控制器為溫度采集器提供電源，并對(duì)溫度采集器采集的溫度數(shù)據(jù)的進(jìn)行讀取和處理，以及與外部設(shè)備的數(shù)據(jù)通訊。控制器安裝在防水等級(jí)IP65的密封盒中。
[0033]CPU選用意法半導(dǎo)體公司的STM32F103作為處理器。STM32系列基于專為要求高性能、低功耗的嵌入式應(yīng)用專門(mén)設(shè)計(jì)的ARM Cortex-M3內(nèi)核。因此控制器的數(shù)據(jù)處理和通訊能力非常強(qiáng)大。
[0034]控制器采用DC12V電壓供電。電源模塊采用LM2576系列是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的3A電流輸出降壓開(kāi)關(guān)型集成穩(wěn)壓器，高效、穩(wěn)定。
[0035]RS-485接口作為控制器與外設(shè)的通訊接口，采用ModBus標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。
[0036]控制器與溫度采集器通過(guò)溫度采集接口相連，接口包含SPI總線、溫度傳感器分時(shí)測(cè)量控制信號(hào)和供電電源。
[0037](2)溫度采集器
[0038]溫度采集器用于為溫度數(shù)據(jù)的采集，內(nèi)部帶有200個(gè)溫度測(cè)點(diǎn)，由25塊采集電路板串接構(gòu)成(可根據(jù)需求串接更多的采集電路板完成更深的溫度采集)，可以完成高密度測(cè)量，以保證溫度采集器測(cè)量精度。由于使用環(huán)境的限制，溫度采集器被灌封在保護(hù)管中。其安裝方式采用地埋式，將保護(hù)管連同溫度采集器垂直于地表面一同埋入土壤中。深度的選擇是根據(jù)被測(cè)地點(diǎn)的氣候條件，埋入相應(yīng)深度。
[0039]在一個(gè)實(shí)施例中，保護(hù)管采用長(zhǎng)2200mm、寬40mm、高40mm的環(huán)氧樹(shù)脂棒，一側(cè)表面挖出長(zhǎng)2000mm、寬30mm、深30mm的凹形槽，溫度采集器被環(huán)氧樹(shù)脂填充物和娃橡膠填充物灌封在凹形槽中。
[0040]溫度采集器由25塊采集電路板級(jí)聯(lián)構(gòu)成，兩塊采集電路板之間由硅橡膠排線相連接。每塊采集電路板以Icm為間距平均分布8個(gè)溫度傳感器。
[0041]采集電路板由溫度采集器接口電路、總線驅(qū)動(dòng)能力增強(qiáng)電路、溫度傳感器分時(shí)測(cè)量控制電路和8個(gè)溫度傳感器組成。采集器接口電路用于與控制器相連和采集電路板之間的級(jí)聯(lián)。總線驅(qū)動(dòng)能力增強(qiáng)電路的作用是增強(qiáng)SPI總線驅(qū)動(dòng)能力，實(shí)現(xiàn)同時(shí)驅(qū)動(dòng)200個(gè)節(jié)點(diǎn)。溫度傳感器分時(shí)測(cè)量控制電路的作用是選擇讀取哪個(gè)溫度傳感器的數(shù)據(jù)。溫度傳感器由于檢測(cè)溫度傳感器所在位置的溫度值。
[0042]圖5為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的保護(hù)管剖面圖；圖6為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的溫度采集板示意圖；圖7a、圖7b為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的總線驅(qū)動(dòng)能力增強(qiáng)電路示意圖；圖7c、圖7d為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的溫度采集接口電路示意圖；圖7e為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的溫度傳感器分時(shí)測(cè)量控制電路示意圖；圖7f為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的用于提高ADT7 310數(shù)據(jù)輸出端口的輸出能力的電路示意圖。圖5中，長(zhǎng)度的單位為毫米；圖6中601為溫度傳感器，602為硅橡膠排線，603為采集電路板。
[0043]以下從測(cè)量原理角度進(jìn)一步介紹本實(shí)用新型。
[0044]凍土深度傳感器的測(cè)量原理為控制器依次讀取溫度采集器上的溫度傳感器的數(shù)值并保存在內(nèi)部寄存器中。外部設(shè)備讀取控制器內(nèi)的寄存器數(shù)據(jù)，根據(jù)所得數(shù)據(jù)，查找測(cè)量數(shù)據(jù)O °c以下的溫度傳感器編號(hào)，根據(jù)溫度傳感器編號(hào)換算出凍土深度。
[0045](I)控制器
[0046]其工作方式是控制器以Is的時(shí)間頻率循環(huán)讀取溫度采集器內(nèi)部200個(gè)溫度傳感器的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)保存在CPU內(nèi)部寄存器中，當(dāng)外部設(shè)備需要讀取溫度數(shù)據(jù)時(shí)，只需讀取相應(yīng)寄存器的數(shù)據(jù)即可。
[0047]若采用主從方式由外設(shè)發(fā)出測(cè)量指令，控制器再啟動(dòng)測(cè)量，當(dāng)溫度傳感器數(shù)量較多時(shí)，控制器采集一輪溫度數(shù)據(jù)需時(shí)較長(zhǎng)，外設(shè)等待時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。這種工作方式的好處是，可以保證數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和可以快速的讀取數(shù)據(jù)。
[0048]溫度采集器由200個(gè)溫度傳感器構(gòu)成，最大測(cè)量深度可達(dá)2m。
[0049](2)溫度采集器
[0050]溫度采集器的設(shè)計(jì)思想為利用帶有SPI總線的數(shù)字型溫度傳感器組成一個(gè)類似于可以讀取溫度的標(biāo)尺。SPI是串行外設(shè)接口(Serial Peripheral Interface)的縮寫(xiě)。SPI總線是一種高速的，全雙工，同步的通信總線，可以實(shí)現(xiàn)是一個(gè)主設(shè)備(CPU)連接多個(gè)從設(shè)備(溫度傳感器)的目的。數(shù)字型溫度傳感器組態(tài)靈活、運(yùn)行穩(wěn)定、抗干擾能力強(qiáng)，數(shù)據(jù)采集準(zhǔn)確度高，滿足高標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)要求。
[0051]由于氣候原因，凍土深度具有巨大的差異，有些地點(diǎn)的凍土深度較淺，有些地點(diǎn)的凍土深度較深，統(tǒng)一長(zhǎng)度的溫度采集器無(wú)法滿足所有用戶的需求。為了滿足所有客戶需求，溫度采集器采用電路板級(jí)聯(lián)安裝設(shè)計(jì)模式。即溫度采集器由若干采集電路板級(jí)聯(lián)組成，這種設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是用戶可以根據(jù)被測(cè)地點(diǎn)的氣象條件適當(dāng)選擇溫度采集器的長(zhǎng)度(測(cè)量點(diǎn)數(shù))。在埋設(shè)溫度采集器的時(shí)候，極其方便用戶施工及安裝，減少現(xiàn)場(chǎng)工作量。
[0052]溫度采集器最大的設(shè)計(jì)亮點(diǎn)在于有效解決了大量測(cè)量點(diǎn)(溫度傳感器個(gè)數(shù))的分時(shí)測(cè)量控制。分時(shí)測(cè)量控制含義是在編寫(xiě)程序的時(shí)候需要逐一對(duì)溫度傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀取，此時(shí)，我們需要有一個(gè)信號(hào)來(lái)告訴掛在總線上的CPU，這些數(shù)據(jù)是哪個(gè)芯片傳來(lái)的。
[0053]溫度采集傳感器采用雙SPI總線、多組溫度傳感器級(jí)聯(lián)的方式構(gòu)成。第一條SPI總線用于各個(gè)溫度傳感器ADT7310的溫度采集命令和溫度值的傳輸，另一條SPI總線結(jié)合74HC595及外圍電路完成位于第一條SPI總線上溫度傳感器的使能信號(hào)控制，從而達(dá)到200個(gè)溫度傳感器位于一條SPI總線上，在某一時(shí)刻只有一個(gè)被使能與單片機(jī)進(jìn)行通訊并完成溫度采集的目的。這樣設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)有三:第一、溫度傳感器的采集點(diǎn)數(shù)可以擴(kuò)充，在供電電源線足夠粗(保證線電阻很小)的情況下，可以無(wú)限級(jí)擴(kuò)充;第二、僅用7條信號(hào)線完成大量溫度點(diǎn)的溫度采集;第三、采用該設(shè)計(jì)方法，每個(gè)點(diǎn)的ID號(hào)自然形成，無(wú)需刻意設(shè)置，每個(gè)溫度傳感器所在的SPI的位置的74HC595發(fā)出的使能信號(hào)就是該溫度采集點(diǎn)的ID，該ID由電路自然形成無(wú)需配置，因此大大化簡(jiǎn)了使用繁瑣度。
[0054]圖7a_圖7f中，U27(74HC595)將串行片選數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成并行輸出，分別對(duì)應(yīng)相應(yīng)的溫度傳感器芯片ADT7310的使能引腳，從而完成對(duì)所有傳感器芯片同一時(shí)刻的唯一性選擇。
[0055]U25、U26(74HC3G34)用于對(duì)SPI信號(hào)進(jìn)行增強(qiáng)。由于該產(chǎn)品電路結(jié)構(gòu)為級(jí)聯(lián)模式，所以線路較長(zhǎng)，因此采用U25、U26每隔8個(gè)溫度采集點(diǎn)對(duì)SPI信號(hào)進(jìn)行增強(qiáng)。
[0056]U9(1G125)用于提高ADT7310數(shù)據(jù)輸出端口的輸出能力，由于該產(chǎn)品電路結(jié)構(gòu)為級(jí)聯(lián)模式，所以線路較長(zhǎng)，因此采用U9(1G125)每隔8個(gè)溫度采集點(diǎn)對(duì)溫度信號(hào)進(jìn)行增強(qiáng)。為了防止后級(jí)的傳感器模組的數(shù)據(jù)信號(hào)對(duì)本級(jí)數(shù)據(jù)信號(hào)的影響，采用1G125和9個(gè)1N4148(D2?D10)完成。D2?D9每個(gè)對(duì)應(yīng)本級(jí)的一個(gè)溫度傳感器使能信號(hào)，如果一個(gè)模組的其中的一個(gè)信號(hào)被使能，則該模組的1G125被使能，該使能信號(hào)通過(guò)DlO向其前面的模組傳輸，使其前面直至單片機(jī)引腳的1G125全部開(kāi)通使能，該模組后面的模組的1G125全部為禁用高阻狀態(tài)，防止數(shù)據(jù)總線被影響。
[0057](3)保護(hù)管
[0058]根據(jù)保護(hù)管的結(jié)構(gòu)剖面圖，圖中所示保護(hù)管外殼材料均為導(dǎo)熱系數(shù)比較低的材料，如果使用導(dǎo)熱系數(shù)高的材料(例如金屬材料)作為保護(hù)管，由于材料的熱傳遞作用，那么保護(hù)管會(huì)使測(cè)量的各點(diǎn)溫度趨于平均化，影響測(cè)量結(jié)果。
[0059]環(huán)氧樹(shù)脂具有物理強(qiáng)度高，耐腐蝕，絕緣度高，導(dǎo)熱系數(shù)低的特點(diǎn)，這樣就避免了被土壤中的物質(zhì)侵蝕。硅橡膠具有優(yōu)良的電絕緣性能、密封性能和耐老化的性能。硅橡膠的表面能比大多數(shù)有機(jī)材料小，具有低吸濕性，與許多材料不發(fā)生粘合，填充硅橡膠使電路板與外界隔離。
[0060]經(jīng)過(guò)測(cè)試，這種新型凍土傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，易于實(shí)現(xiàn)，可操作強(qiáng)。大大提高了凍土檢測(cè)的精度。而且使用這種結(jié)構(gòu)的凍土傳感器使用壽命長(zhǎng)，不受季節(jié)限制，非常適合野外使用。
[0061]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解:附圖只是一個(gè)實(shí)施例的示意圖，附圖中的模塊或流程并不一定是實(shí)施本實(shí)用新型所必須的。
[0062]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解:實(shí)施例中的裝置中的模塊可以按照實(shí)施例描述分布于實(shí)施例的裝置中，也可以進(jìn)行相應(yīng)變化位于不同于本實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)裝置中。上述實(shí)施例的模塊可以合并為一個(gè)模塊，也可以進(jìn)一步拆分成多個(gè)子模塊。
[0063]最后應(yīng)說(shuō)明的是:以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換;而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種凍土深度傳感器，其特征在于，包括:控制器、溫度采集器、保護(hù)管、防水密封盒、灌封材料和控制電纜，其中所述控制器安裝在所述防水密封盒內(nèi)；所述防水密封盒固定設(shè)置在所述保護(hù)管一端;所述溫度采集器通過(guò)灌封材料整體灌封在所述保護(hù)管一側(cè)的凹槽中，所述保護(hù)管的另一端埋入土壤中，所述溫度采集器與所述保護(hù)管一起被埋入被測(cè)土壤中；所述控制電纜連接在所述控制器與所述溫度采集器之間。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凍土深度傳感器，其特征在于，所述防水密封盒的防水等級(jí)為IP65。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凍土深度傳感器，其特征在于，所述控制器與所述溫度采集器通過(guò)溫度采集接口相連，所述溫度采集接口包含SPI總線、溫度傳感器分時(shí)測(cè)量控制信號(hào)和供電電源。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凍土深度傳感器，其特征在于，所述溫度采集器由多塊溫度采集電路板串接構(gòu)成。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的凍土深度傳感器，其特征在于，每塊所述溫度采集電路板包括溫度采集器接口電路、總線驅(qū)動(dòng)能力增強(qiáng)電路、溫度傳感器分時(shí)測(cè)量控制電路和8個(gè)溫度傳感器，所述溫度采集器接口電路用于實(shí)現(xiàn)與所述控制器相連以及溫度采集電路板之間的級(jí)聯(lián);所述總線驅(qū)動(dòng)能力增強(qiáng)電路用于增強(qiáng)SPI總線驅(qū)動(dòng)能力，實(shí)現(xiàn)同時(shí)驅(qū)動(dòng)200個(gè)節(jié)點(diǎn);所述溫度傳感器分時(shí)測(cè)量控制電路用于選擇讀取某個(gè)溫度傳感器的數(shù)據(jù);所述溫度傳感器用于測(cè)量所在位置的溫度值。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的凍土深度傳感器，其特征在于，所述控制器采用意法半導(dǎo)體公司的 STM32F103。
【文檔編號(hào)】G01K13/10GK205691088SQ201620311209
【公開(kāi)日】2016年11月16日
【申請(qǐng)日】2016年4月14日 公開(kāi)號(hào)201620311209.4, CN 201620311209, CN 205691088 U, CN 205691088U, CN-U-205691088, CN201620311209, CN201620311209.4, CN205691088 U, CN205691088U
【發(fā)明人】吳永吉, 劉偉
【申請(qǐng)人】哈爾濱今星微電子科技有限公司, 劉偉