一种栽培基质湿度测量方法及装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109254035A(43)申请公布日2019.01.22(21)申请号201710576221.7(22)申请日2017.07.14(71)申请人杨杰地址102208北京市昌平区回龙观西大街85号琥珀天地236室(72)发明人杨杰(51)Int.Cl.G01N27/22(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种栽培基质湿度测量方法及装置(57)摘要本发明涉及一种栽培基质湿度测量方法及装置，属于智能园艺、智能家居、传感测量技术领域。栽培绿植、花卉、蔬菜等种植物，对栽培基质湿度的采集和控制，目前多数采用肉眼、手感模糊判断、周期定时浇水模糊控制湿度，过程不科学、不准确；本发明将测量栽培基质湿度的电容极片与线路设计于同一电路板中，工艺简单、成本经济，极片位于电路板两个同向凸角内层中，插入栽培基质即可测量湿度，操作简洁、数据准确，让使用者科学精确地管理种植物，更加从容体验种植乐趣。CN109254035ACN109254035A权利要求书1/1页1.一种栽培基质湿度测量方法，其特征在于该方法包括以下步骤：（1－1）线路内产生频率为f的驱动信号Vi，输入到电阻R一端，进入电阻R和电容C构成的RC串联网络；（1－2）上述驱动信号Vi，经过线路内RC串联网络，在R与C之间变换产生湿度信号Vo，Vo=Vi(-j(1/2πfC)/(R-j(1/2πfC)))=Vi/(j2πfCR+1)，|Vo|=|Vi|/√((2πfCR)²+1)；栽培基质湿度与电容C对应，即上述湿度信号模值|Vo|对应栽培基质湿度；（1－3）上述线路接收上述湿度信号，并将湿度信号模值进行AD转换为湿度信号数字值发送出去。2.本发明提出的一种栽培基质湿度测量装置，其特征在于该装置包括由线路、电容极片1、电容极片2组成的电路板。3.如权利要求2所述的一种栽培基质湿度测量装置，其特征在于电路板外形包含两个同方向的凸出角，用于测量栽培基质湿度时候插入栽培基质中。4.如权利要求2所述的电容极片1、电容极片2，其特征在于：电容极片1，位于权利要求3所述电路板的一个凸角内层中，与线路公共端相连；电容极片2，位于权利要求3所述电路板的另一个凸角内层中，与线路中的电阻R另一端相连；电容极片1和电容极片2，不与栽培基质直接接触，之间组成电容C，当测量栽培基质湿度时，装置插入栽培基质中，上述电路板两个凸角中间凹陷部分会被栽培基质填充，电容C值随栽培基质湿度变化而变化。5.如权利要求2所述的线路，其特征在于线路包含电阻R与权利要求4所述的电容C一起构成串联RC电路，线路产生驱动信号输入到电阻R一端，并接收电阻R和电容C连接网络输出的湿度信号。2CN109254035A说明书1/3页一种栽培基质湿度测量方法及装置技术领域[0001]本发明涉及一种栽培基质湿度测量方法及装置，属于智能园艺、智能家居、传感测量技术领域。背景技术[0002]栽培绿植、花卉、蔬菜等种植物，对栽培基质湿度的采集和控制，目前多数采用肉眼、手感模糊判断、周期定时浇水模糊控制湿度，过程不科学、不准确；智能园艺、智能家居、传感测量领域，迫切需要操作简单、数据准确、工艺简单、成本经济、经久耐用的栽培基质湿度测量装置；成熟的电路板加工技术、RC串联网络稳定特性、AD转换，为本发明方法提供了必要的条件。发明内容[0003]本发明目的是提出一种栽培基质湿度测量方法及装置，装置电路板两个凸角插入栽培基质中，当栽培基质湿度变化时候，引起两个凸角内层中的极片间电容值变化，线路产生驱动动信号经过电阻和电容串联网络输出的湿度信号，线路将湿度信号进行AD转换并发送出去，装置测量准确、操作简洁、生产工艺简单、经久耐用。[0004]本发明提出的一种栽培基质湿度测量方法及装置，步骤如下：（1－1）线路内产生频率为f的驱动信号Vi，输入到电阻R一端，进入电阻R和电容C构成的RC串联网络；（1－2）上述驱动信号Vi，经过线路内RC串联网络，在R与C之间变换产生湿度信号Vo，Vo=Vi(-j(1/2πfC)/(R-j(1/2πfC)))=Vi/(j2πfCR+1)，|Vo|=|Vi|/√((2πfCR)²+1)；栽培基质湿度与电容C对应，即上述湿度信号模值|Vo|对应栽培基质湿度；（1－3）上述线路接收上述湿度信号，并将湿度信号模值进行AD转换为湿度信号数字值发送出去；本发明提出的一种栽培基质湿度测量装置，包括：电路板，电路板包括线路、电容极片1、电容极片2，电路板外形至少有两个同方向的凸出角，测量湿度时候插入栽培基质中；电容极片1，位于上述电路板一个凸角内层中，与线路公共端相连；电容极片2，位于上述电路板另一个凸角内层中，与线路中的电阻R另一端相连，输出湿度信