一种用于棉花种植中的三水监测装置及其方法

本发明涉及三水监测装置，尤其涉及一种用于棉花种植中的三水监测装置及其方法。

背景技术：

1、在棉花种植中，需要管理灌溉水、排水和土壤水分。并对这些参数进行监测，监测数据对于确保棉花生长所需的水分平衡至关重要，同时也有助于提高灌溉效率，减少水资源浪费，并防止土壤盐渍化等问题。

2、现有装置无法快速对农田内的进行均匀采样，需要人工在不同位置进行埋放不同的传感器，浪费人力且需要大量的传感器才能够对农田进行全面监测。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对背景技术中存在的问题，提出一种能后快速对农田各处进行监测的用于棉花种植中的三水监测装置及其方法。

2、本发明的技术方案：一种用于棉花种植中的三水监测装置及其方法，包括底座、固定安装于底座上的外壳，还包括：

3、滑动安装于底座与外壳上的开槽筒和测试筒，所述开槽筒将农田内的土壤完整取出，在农田内开设测试洞，所述测试筒对测试洞内部各项参数进行检测；

4、变距机构，所述变距机构安装于测试筒内，所述变距机构上固定安装有多组传感器，所述变距机构对多组传感器之间的距离进行等距调整；

5、安装于底座和外壳上的驱动机构，所述驱动机构驱动开槽筒和测试筒依次进入土壤内部；

6、所述驱动机构包括进给保护组件，所述进给保护组件在土壤内含有阻挡物时，开槽筒和测试筒无法深入土壤时，将自动关闭驱动机构。

7、可选的，所述外壳上固定安装有第一滑轨和第二滑轨，所述底座的两侧高度安装有第三滑轨，所述第三滑轨上滑动安装有滑板，所述开槽筒和测试筒上均设有滑槽，所述滑槽与第一滑轨和第二滑轨滑动连接，所述第一滑轨和第二滑轨与滑板滑动连接，所述第一滑轨与第二滑轨之间留有空隙。

8、可选的，所述驱动装置包括固定安装于外壳上的第一电动伸缩杆固定安装于外壳上的第一电机、转动安装于外壳上的第一齿轮和第二齿轮和第三齿轮和第四齿轮、固定且同轴安装于第一齿轮一侧的第五齿轮、固定且同轴安装于第四齿轮一侧的第六齿轮、传动连接于第五齿轮和第六齿轮上的齿条、固定安装于齿条上的驱动柱、固定安装于驱动柱上的第四滑轨，所述第四滑轨位于第一滑轨和第二滑轨之间，所述第四滑轨能与滑槽滑动连接，所述进给保护组件位于第一电机与第一齿轮，所述进给保护组件将第一电机与第一齿轮传动连接，所述第一齿轮和第二齿轮相互啮合，所述第二齿轮和第三齿轮相互啮合，所述第三齿轮和第四齿轮相互啮合。

9、可选的，所述进给保护组件包括固定安装于第一电机输出轴上的第一摩擦片、固定且同轴安装于第一齿轮之间的第二摩擦片、固定安装于外壳上的红外测温仪，所述第一摩擦片与第二摩擦片相互贴合，所述红外测温仪位于第一摩擦片与第二摩擦片的正上方。

10、可选的，所述开槽筒包括滑动安装于第一滑轨或第二滑轨上的升降座、固定安装于升降座内的第二电机、转动安装于升降座上的钻筒，所述钻筒与第二电机的输出轴固定连接，所述钻筒内设有空腔，所述开槽筒上的滑槽位于升降座上，所述钻筒与滑板滑动连接。

11、可选的，所述测试筒内设有安装腔，所述变距机构包括固定安装于安装腔内的两根滑杆、滑动安装于滑杆上的多个安装板、转动安装于安装板上的连杆、固定安装于安装腔顶部的第二电动伸缩杆，所述第二电动伸缩杆的伸缩轴与位于最上的安装板固定连接，相邻的两个所述连杆转动连接，所述滑杆上固定安装有两个限位块，所述限位块位于最底部的安装板的两侧，所述限位块将最底部的安装板无法沿着滑杆进行移动。

12、可选的，所述传感器滑动安装于安装板上，一组所述传感器包括土壤湿度传感器、土壤ph值传感器，所述测试筒一侧设有槽口，所述安装腔内安装有驱动传感器穿过槽口移动至测试筒外侧的推动机构，所述推动机构包括固定安装于安装腔内的第三电动伸缩杆，所述第三电动伸缩杆的伸缩轴与其中一个所述安装板固定连接，相邻的两个所述安装板之间固定安装有伸缩柱。

13、可选的，所述槽口上固定安装有多个喷头，所述安装腔的顶部固定安装有风机，所述风机内固定安装有加热丝，所述安装腔底部设有排水孔，所述底座的两侧固定安装有水箱，其中一个所述水箱上固定安装有水泵，所述水泵输入端与两个所述水箱连通，所述水泵的输出端与多个喷头连通，两个所述水箱与水泵的连接处设有电控阀，其中一个所述水箱内盛放有清洁液，另一个所述水箱盛放有ph值为7的中性溶液。

14、可选的，所述底座上固定安装有电池，所述电池为该装置提供能源，所述底座上安装有对开槽筒进行晃动的晃动机构，所述晃动机构将开槽筒内的土壤放回到测试洞内，所述晃动机构包括固定安装于底座上的第三电机、转动安装于底座上的曲轴、转动安装于曲轴上的驱动杆、转动安装于驱动杆上的连接柱、滑动安装于底座上的套筒，所述连接柱与套筒固定连接，所述底座和滑板上均设有使开槽筒和测试筒通过的通孔，所述通孔内均安装有缓冲软垫。

15、可选的，一种用于棉花种植中的三水监测装置的使用方法，包括以下步骤：

16、步骤一：根据检测需求启动变距机构，调整多组传感器之间的间距；

17、步骤二：通过驱动机构带动开槽筒进入土壤内部，使开槽筒在土壤内进行钻孔，并将土壤取出，使土壤出现一个测试洞；

18、步骤三：通过驱动机构将开槽筒移动至一侧，然后将测试筒放置在测试洞内部，通过传感器对土壤内部的各项数据进行收集；

19、步骤四：检测完成后通过驱动机构带动测试筒离开测试洞，返回外壳内，在此过程中启动水泵对传感器上的土壤进行清洗，并对土壤ph值传感器进行校准；

20、步骤五：移动底座，对土壤的其他部分进行检测。

21、与现有技术相比，本发明具有如下有益的技术效果：

22、通过驱动装置依次驱动开槽筒和测试筒，使开槽筒对土壤开设测试洞，通过测试筒对土壤内部湿度和ph值进行检测，从而能够判断灌溉水的质量和排水的速度以及对土壤水分进行实时监测，有助于提高灌溉效率，减少水资源浪费，并防止土壤盐渍化等问题；

23、进一步的，通过开槽筒和测试筒能够避免对测试部分的土壤造成破坏，能够在测试完后，对土壤进行封堵，防止在农田内留下坑洞，使土壤表面保持水平，使灌溉水能够顺畅流通，避免形成坑洞，使坑洞内积水，从而防止积水对植物根茎造成伤害；

24、其中，测试筒内设置有等距机构，通过等距机构能够调整相邻的两组传感器之间的距离，且能够保证测试筒每组传感器之间的距离相等，从而能够根据不同需求对传感器之间的距离进行调整，通过对不同深度的土壤湿度进行检测，能够更准确地了解土壤水分的分布状况，便于指导灌溉和水分管理，能够预测土壤干旱和水分胁迫，便于研究土壤-大气水分交换，能够评估水文过程和水资源状况；

25、其中，驱动组件上设有进给保护组件，通过进给保护组件控制电源的通断状况，防止开槽筒对土壤进行钻孔时，遇到无法克服的阻挡物，而导致的多个齿轮发生齿根绷断，且避免电机发生烧坏；

26、其中，测试筒内设有喷头，底座上设有盛放有清洁液的水箱，和盛放有ph值为7的中性溶液的水箱，底座上还安装有水泵，通过水泵对两个水箱内的液体进行抽取，并通过喷头喷洒，能够对传感器上的土壤进行清除，且能够对ph值进行校正，保证测试数据的准确性。