(57)【要約】【課題】延伸式無線土壌測定装置の提供。【解決手段】本発明は一種の二段式無線土壌測定装置を開示し、一つの上部と複数のセンサを含み、該上部は地表或いは地表より高い位置に設置され、該複数のセンサは地表下の土壌内に埋め込まれて土壌状況を検出し、土壌状況を代表する土壌データを生成し、並びに該土壌データを該上部に伝送し、該複数のセンサは組み合わされて一本のロッド状とされ、各センサはさらに土壌状況を検出する検出ユニットを含み、回路モジュールが該検出ユニットに接続されてこの検出された土壌状況を該上部に伝送し、センサ収容ユニットが該検出ユニットと該回路モジュールを収容し、接合部材が頭尾を接続する方式で二つのセンサを結合させてロッド状を形成する。【選択図】図２
2015114319.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
延伸式無線土壌測定装置において、
上部であって、地表或いは地表より高い位置に設置され、無線伝送方式でデータをデータポイントに伝送する、上記上部と、
複数のセンサであって、地表下の土壌内に埋め込まれ、土壌状況を検出して土壌状況を代表する土壌データを生成し、並びに該土壌データを該上部に伝送し、該複数のセンサは組み合わされて一本のロッドを形成する、上記複数のセンサと、
を包含し、そのうち、各該センサはさらに、
該土壌状況を検出する検出ユニットと、
該検出ユニットに接続されてこの検出された土壌状況を該上部に伝送する回路モジュールと、
該検出ユニットと該回路モジュールを収容するセンサ収容ユニットと、
頭尾を接続する方式で二つの該センサを結合してロッド状を形成する接合部材と、
を包含することを特徴とする、延伸式無線土壌測定装置。
【請求項２】
請求項１記載の延伸式無線土壌測定装置において、該センサ収容ユニットは金属、セラミック、多孔プラスチック材料のいずれかで形成されることを特徴とする、延伸式無線土壌測定装置。
【請求項３】
請求項２記載の延伸式無線土壌測定装置において、該センサ収容ユニットはさらに、
第１セクションであって、一つの円管壁と一つの底部を具え、接合部材と嵌め合う一つのディスクを形成する、上記第１セクションと、
第２セクションであって、一つの円管壁と一つの底部を含み、接続ときに、該第１セクションの底部と該第２セクションが該回路モジュールを収容できる中空室を形成し、土壌との接触を隔絶すると共に該回路モジュールを保護し、底部には一つの開口があり、該検出ユニットを上述の回路モジュールを収容する中空室に延伸して、並びに電気的に該回路モジュールに接続させられる、上記第２セクションと、
第３セクションであって、一つの円管壁と一つの底部を含み、該第２セクションに接続されて該検出ユニットを収容するための一つの中空室を形成し、該第３セクションの円管壁に複数の開口が設置され、土壌の中空室への進入を許し並びにセンサに接触させ、その収容する検出ユニットは、緊密に第２セクションの底部の開口に接合し、第２セクションと第１セクションの底部に密封された中空室を形成させる、上記第３セクションと、
第４セクションであって、一つの円管壁を包含し、上述の第３セクションの底部に接続される、上記第４セクションと、
を含み、そのうち、これら四つのセクションは、一つに接続されて、一体成形により一つの、円管状ケースに形成され、二つのセンサが組み合わされるとき、第１のセンサの第４セクションと第２のセンサの第１セクションが、該接合部材により接合され、こうして、頭尾が接続される方式で接合され延伸されて、１本のロッドを形成することを特徴とする、延伸式無線土壌測定装置。
【請求項４】
請求項１記載の延伸式無線土壌測定装置において、さらに複数のコネクタを含み、該コネクタは二つのセンサの間、及び、該上部と該センサの間に設置されて、該延伸式無線土壌測定装置の長さ或いは埋め込み深さが調整されることを特徴とする、延伸式無線土壌測定装置。
【請求項５】
請求項４記載の延伸式無線土壌測定装置において、該コネクタはさらに金属線を含んで無線信号の伝送ロスを減らすことを特徴とする、延伸式無線土壌測定装置。
【請求項６】
請求項５記載の延伸式無線土壌測定装置において、該金属線の長さは土壌データの伝送周波数に基づき調整されることを特徴とする、延伸式無線土壌測定装置。
【請求項７】
請求項６記載の延伸式無線土壌測定装置において、該伝送周波数が４３３ＭＨｚのとき、金属線の長さは１３ｃｍとされることを特徴とする、延伸式無線土壌測定装置。
【請求項８】
請求項１記載の延伸式無線土壌測定装置において、該上部はさらに一つ或いは複数の検出ユニットを含むことを特徴とする、延伸式無線土壌測定装置。
【請求項９】
請求項８記載の延伸式無線土壌測定装置において、該一つ或いは複数の検出ユニットは、空気湿度センサ、気温センサ、光照強度センサ、二酸化炭素濃度センサ、空気圧力センサ、ＧＰＳセンサ、加速センサ、或いは以上の任意の組み合わせとされることを特徴とする、延伸式無線土壌測定装置。
【請求項１０】
請求項１記載の延伸式無線土壌測定装置において、該検出ユニットは、加速計、土壌張力計、土壌湿度センサ、土壌温度センサ、土壌の溶解酸素センサ、土壌ｐＨレベルセンサ、土壌導電率センサ、土壌誘電率センサ、或いは上述の任意の組み合わせにより任意の組み合わせが必要な土壌状況を監視測定することを特徴とする、延伸式無線土壌測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一種の延伸式無線土壌測定装置に係り、地表下の土壌内の状況を監視測定するのに用いられるものに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線土壌センサは、土壌の水分含有量、及びその他の土壌条件を連続監視測定し、通常、水資源の浪費を減らし水の効率を増すのに効果的に用いられる。伝統的な無線土壌センサシステムは、プローブ状のセンサを土壌中に埋め込む。図１は伝統的な無線土壌センサプローブの表示図である。図１に示されるように、無線土壌センサプローブは、通常、上部１０１とロッド部１０２を包含する。ロッド部１０２は通常、筒状に形成されて、複数のセンサ１０２１、１０２２、１０２３を収容する。センサ１０２１、１０２２、１０２３は各種の土壌条件、たとえば、湿度、特定の化合物、等を検出し、並びに回路で検出したデータを上部１０１に伝送する。上部１０１は土壌の地表１００上面において露出し、収集した土壌データをデータステーション１０３に伝送する。
【０００３】
伝統的な無線土壌センサプローブは、使用上の欠点を有している。たとえば、無線土壌センサプローブが大きな面積の範囲に使用されるとき、大量のセンサプローブを使用しなければならない。大面積範囲の異なる部分は各種の異なる土壌条件を有し得て、このため異なる土壌条件の異なる部位に対して監視測定を行わねばならない。しかし、伝統的な無線土壌センサプローブのロッド部１０２はその長さが通常固定されており、且つ各一つの無線土壌センサプローブは通常、同じセンサ１０２１、１０２２、１０２３を有しており、このような自由度に欠けた方式は、場所による測定の難度とコストを増加し得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上述の伝統的な無線土壌センサシステムの欠点を克服するためになされた。本発明の主要な目的は、一種の、臨機応変に且つ容易に測定場所に対応できる延伸式無線土壌測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は一種の二段式無線土壌測定装置を開示し、一つの上部と複数のセンサを含み、該上部は地表或いは地表より高い位置に設置され、該複数のセンサは地表下の土壌内に埋め込まれて土壌状況を検出し、土壌状況を代表する土壌データを生成し、並びに該土壌データを該上部に伝送し、該複数のセンサは組み合わされて一本のロッドとされ、各センサはさらに土壌状況を検出する検出ユニットを含み、回路モジュールが該検出ユニットに接続されてこの検出された土壌状況を該上部に伝送し、センサ収容ユニットが該検出ユニットと該回路モジュールを収容し、接合部材が頭尾を接続する方式で二つのセンサを結合させてロッドを形成する。
【発明の効果】
【０００６】
総合すると、本発明の実施例が開示する本発明の延伸式無線土壌測定装置は複数のセンサ及び又は複数のコネクタを採用し、１本のロッドを形成し、センサの構築の便利性と自由度を提供し、異なる地下状況に適応する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】伝統的な無線土壌センサプローブの表示図である。
【図２】本発明の延伸式無線土壌測定装置の表示図である。
【図３】本発明のセンサの構造の断面図である。
【図４】本発明の別の実施例のセンサの構造断面図である。
【図５】本発明の別の実施例の延伸式無線土壌測定装置の表示図である。
【図６】本発明の異なる周波数の無線信号の伝送ロスを示す図である。
【図７】本発明の別の実施例の延伸式無線土壌測定装置の実際の応用の表示図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に本発明の技術内容、構造特徴、達成する目的及び作用効果について、以下に例を挙げ並びに図面を組み合わせて詳細に説明する。
【０００９】
図２は本発明の延伸式無線土壌測定装置の表示図である。図２に示されるように、延伸式無線土壌測定装置は、上部２０１と、少なくとも一つのセンサ２０２を含む。本実施例中、全部で６個のセンサが表示されている。上部２０１は土壌表面或いは地表以上に設置されて、無線の方式で、上述の少なくとも一つのセンサが収集した土壌データを遠方のデータステーションに発送するのに用いられる。該６個のセンサ２０２は組み合わされて一つのロッドとされて、土壌中に埋め込むことができる。各センサは一つの土壌条件を検出でき、検出する土壌条件を代表する土壌データを生成し、並びに土壌データを上部２０１へと伝送する。センサ２０２と上部２０１の間の伝送は、有線或いは無線の手段による。本実施例では、無線の手段による。
【００１０】
注意に値することは、前述の少なくとも一つのセンサ２０２は、同じ或いは異なるものとされ得るということである。言い換えると、センサ２０２は異なる土壌深さの同じ条件を検出するか、或いは同じ深さの異なる土壌条件を検出するのに用いられ得る。こうして、各種の応用の自由度を提供できる。
【００１１】
図３に示されるのは、本発明のセンサの構造の断面図である。図３に示されるように、センサは、センサ収容ユニット３０１、接合部材３０２、回路モジュール３０３と検出ユニット３０４を包含する。該センサ収容ユニット３０１はさらに、第１セクション３０１１、第２セクション３０１２、第３セクション３０１３、及び第４セクション３０１４を含む。そのうち、上述の四つのセクションは一つに接続され、一体成形により一つの円管状ケースを形成している。センサ収容ユニット３０１は金属、セラミック或いは多孔プラスチック材料で形成されるのがよい。第１セクション３０１１の構造は、一つの円管壁と一つの底部を具え、接合部材３０２と嵌め合う一つのディスクを形成する。第２セクション３０１２の構造も、一つの円管壁と一つの底部を含む。接続時には、上述の第１セクション３０１１の底部と上述の第２セクション３０１２が上述の回路モジュール３０３を収容できる中空室を形成し、こうして土壌との接触を隔絶すると共に回路モジュール３０３を保護する。底部には一つの開口があり、検出ユニット３０４を上述の回路モジュール３０３を収容する中空室に延伸して、並びに電気的に回路モジュール３０３に接続できるようにしている。第３セクション３０１３は第１セクション３０１１と類似の構造を有し、異なるところは、その円管壁に複数の開口が設置されているところである。上述の第２セクション３０１２に接続される時、上述の検出ユニット３０４を収容するための一つの中空室を形成する。検出ユニット３０４は第２セクション３０１２の底部の開口に緊密に当接しなければならず、それによって第２セクション３０１２と第１セクション３０１１の底部に密封された中空室を形成する。第３セクション３０１３の壁の開口は土壌の進入を許容し、中空室を充填し並びにセンサに接触させる。第４セクション３０１４の構造は、一つの円管壁を包含し、上述の第３セクション３０１３の底部に接続され、並びに第３セクション３０１３の延伸と見なされ得る。二つのセンサ２０２が組み合わされるとき、先の一つのセンサ２０２の第４セクション３０１４と次の一つのセンサ２０２の第１セクション３０１１は、接合部材３０２により接合される。こうして、センサは頭尾が接続される方式で接合部材３０２により接合され延伸され得て、１本のロッドを形成する。
【００１２】
説明に値すべきことは、検出ユニット３０４と回路モジュール３０３は土壌状況を検出して土壌状況を代表する土壌データを発生し、並びに該土壌データを該上部に伝送する、ということである。このほか、本実施例中、検出ユニット３０４は加速計、土壌張力計、土壌湿度センサ、土壌温度センサ、土壌の溶解酸素センサ、土壌ｐＨレベルセンサ、土壌導電率センサ、土壌誘電率センサ、或いは上述の任意の組み合わせにより任意の組み合わせが必要な土壌状況を監視測定する。
【００１３】
図４には本発明の別の実施例のセンサの構造断面が示される。本実施例は、図３の実施例に類似するが、異なるところは、該センサ収容ユニット４０１は第４セクションを含まないことである。こうして、本実施例はセンサ２０２を接合してロッド状とするときの末端センサとして用いられ得る。
【００１４】
このほか、センサ２０２を組み合わせてなるロッドの長さが土壌測定に用いるのに必要な埋め込み深さに合致しない場合は、延長コネクタを設置することで、さらにロッド長さを調製するか土壌下センサの埋め込み深さを調整できる。図５に示されるのは、本発明の別の実施例の延伸式無線土壌測定装置の表示図である。図５に示されるように、本実施例はさらに複数のコネクタ５０３を含む。そのうち、各コネクタは二つのセンサ５０２の間、及び上部５０１とセンサ５０２の間に設置されて、一つのロッドを形成する。該コネクタ５０３の構造は、上述のセンサ５０２の間を接合するのに用いられるのと同じメカニズムを有する。こうして、コネクタ５０３とセンサ５０２は、頭尾を接続する方式で接合され延伸され、１本のロッドを形成する。
【００１５】
コネクタ５０３の設置を介して１本のロッドを形成することのもう一つのメリットは、該センサ５０２とコネクタ５０３の長さを調整でき、それにより最良の検出とデータ伝送の性能を達成できることである。たとえば、本実施例では、センサ５０２が使用する無線通信の方式は、４３３ＭＨｚの周波数とされ、本実施例中の上部５０１と通信し、実験によると、上述のセンサ５０２とコネクタ５０３の好ましい長さはそれぞれ１３ｃｍと１７ｃｍで、それにより最良の効果を達成できる。図６には本発明の異なる周波数の無線信号の伝送ロスが示される。図６に示されるように、曲線６０１は９００ＭＨｚの周波数の土壌の深さに対する信号ロスであり、曲線６０２は４３３ＭＨｚの周波数の土壌の深さに対する信号ロスであり、曲線６０３は１３ｃｍの金属線長さの周波数４３３ＭＨｚでの伝送ロスを示す。これにより、該コネクタ５０３はさらに、１３ｃｍ長さの金属線を含み、これにより無線信号伝送が上述のコネクタを通るときのロスを減らす。
【００１６】
注意に値することは、上部２０１はさらに一つ或いは複数の検出ユニット（図中には表示せず）を含み得て、それは各種の地表状況、たとえば、空気湿度、気温、光照強度、二酸化炭素濃度、空気圧力等を検出するのに用いられるということである。言い換えると、この一つ或いは複数の検出ユニットは、空気湿度センサ、気温センサ、光照強度センサ、二酸化炭素濃度センサ、空気圧力センサ、ＧＰＳセンサ、加速センサ、或いは以上の任意の組み合わせとされ得る。
【００１７】
図７には本発明の延伸式無線土壌測定装置の実際の応用表示図が示される。図７に示されるように、本実施例の上部７０１は一つのハート形ケースを有している。上部７０１の外観を変更することで、本発明が提供する装飾機能を増加し、並びにＧＰＳを含まないとき、視覚で探し定位するのに便利である。また、太陽光発電を使用するとき、ソーラー電池を該上部を形成するケースに設置できる。
【００１８】
これにより、本発明の延伸式無線土壌測定装置は以上に記載された技術により、予期された目的と作用効果を達成することは確かであり、特許の要件である新規性、進歩性及び産業上の利用性に合致している。
【００１９】
以上は本発明の好ましい実施例の説明に過ぎず、並びに本発明を限定するものではなく、本発明に提示の精神より逸脱せずに完成されるその他の同等の効果の修飾或いは置換は、いずれも本発明の権利請求範囲内に属する。
【符号の説明】
【００２０】
１００  土壌地表
１０１  上部
１０２  ロッド部
１０２１  センサ
１０２２  センサ
１０２３  センサ
１０３  データステーション
２０１  上部
２０２  センサ
３０１  センサ収容ユニット
３０１１  第１セクション
３０１２  第２セクション
３０１３  第３セクション
３０１４  第４セクション
３０２  接合部材
３０３  回路モジュール
３０４  検出ユニット
４０１  センサ収容ユニット
４０１１  第１セクション
４０１２  第２セクション
４０１３  第３セクション
４０２  接合部材
４０３  回路モジュール
４０４  検出ユニット
５０１  上部
５０２  センサ
５０３  コネクタ
７０１  上部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2015114319.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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