JPH0338687Y2 - - Google Patents
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- JPH0338687Y2 JPH0338687Y2 JP1988022886U JP2288688U JPH0338687Y2 JP H0338687 Y2 JPH0338687 Y2 JP H0338687Y2 JP 1988022886 U JP1988022886 U JP 1988022886U JP 2288688 U JP2288688 U JP 2288688U JP H0338687 Y2 JPH0338687 Y2 JP H0338687Y2
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- JP
- Japan
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- pipe
- piezoelectric element
- pressure
- water
- moisture
- Prior art date
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- Expired
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本考案は、土壌をはじめ植物栽培用床土、堆肥
等の有機物、水苔、ピート、ロツクウールなどの
多孔体物質に含まれる水分を測定する水分測定用
のセンサーに関するものである。[Detailed description of the invention] (Field of industrial application) This invention measures the moisture contained in soil, bed soil for plant cultivation, organic matter such as compost, and porous materials such as sphagnum moss, peat, and rock wool. This invention relates to a sensor for measuring moisture.
(従来の技術)
土壌等に含まれる水分を測定する方法の一つに
テンシオメータ法がある。これは、第4図に示す
ように多孔質剛性に富む素材によるテンシオカツ
プ1を備えた導管2を土中に埋設し、該テンシオ
カツプ1に充填した水がテンシオカツプ1を介し
て土の毛管力と平衡に達するときに生じる負圧を
水銀柱3の高さで読み取り、あるいは、第5図に
示すように真空計4の目盛から導管2の内圧を読
み取つて土壌水分張力(pF値)で表示するもの
である。なお図中、5は連結チユーブ、6はエア
プールである。(Prior Art) One of the methods for measuring moisture contained in soil, etc. is the tensiometer method. As shown in Fig. 4, a conduit 2 equipped with a tensio cup 1 made of a porous and highly rigid material is buried in the soil, and the water filled in the tensio cup 1 balances with the capillary force of the soil via the tensio cup 1. The negative pressure generated when the mercury column reaches 3 is read as the height of the mercury column 3, or as shown in Figure 5, the internal pressure of the conduit 2 is read from the scale of the vacuum gauge 4 and displayed as soil water tension (pF value). be. In the figure, 5 is a connecting tube and 6 is an air pool.
このような従来技術におけるテンシオメータ法
による測定は、水分を土壌などの毛管保持力に起
因する吸引力または平衡負圧として測定できる特
徴を有するが、その負圧は微少であるためこれを
電気的に取り出すことは困難であつた。このため
従来は、水銀柱の高さあるいは真空計の指針(目
盛)を読み取ることにより水分の含有量を測定せ
ざるを得なかつた。しかしながら、従来技術では
環境汚染問題になる水銀が使用されていること、
真空計の精度に不安があるなどの問題点を有して
いる。 Measurement using the tensiometer method in the prior art has the characteristic that moisture can be measured as a suction force or equilibrium negative pressure caused by the capillary retention force of soil, etc., but since this negative pressure is minute, it can be measured electrically. It was difficult to take it out. For this reason, in the past, the water content had to be measured by reading the height of the mercury column or the pointer (scale) of a vacuum gauge. However, the conventional technology uses mercury, which poses an environmental pollution problem.
There are problems such as concerns about the accuracy of the vacuum gauge.
又、植物はその種類に応じて地表からの特定深
さで生育しているので、単に土壌等の水分含有量
を知るだけで当該植物の生育に必要な水分が満た
されているか否かを判断することが出来ない。と
ころが、従来技術による水分測定器では地表付近
における土壌水分の測定は可能であるが、特定さ
れた深さの水分を測定することは出来なかつた。
ここに、土壌等における地表からの特定深さの水
分を正確に測定することは、一例として果樹園の
夏期乾燥期における灌水システムの制御を行うた
めに重要なことである。 In addition, plants grow at a specific depth from the ground depending on their type, so simply knowing the moisture content of the soil, etc. can determine whether the moisture required for the growth of the plant is being met. I can't do it. However, although moisture measuring instruments according to the prior art can measure soil moisture near the ground surface, they cannot measure moisture at a specified depth.
Here, it is important to accurately measure the moisture at a specific depth from the ground surface in soil etc., for example, in order to control the irrigation system in the summer dry season of orchards.
(考案が解決しようとする課題)
本考案が解決しようとする課題は、土壌等にお
ける地表からの特定深さ毎の水分を長期間に亙つ
て連続して高精度に測定することができる水分セ
ンサーを提供することである。(Problem to be solved by the invention) The problem to be solved by the invention is to develop a moisture sensor that can continuously and highly accurately measure moisture at specific depths from the surface of soil etc. over a long period of time. The goal is to provide the following.
(課題を解決するための手段)
本考案において課題を解決するための手段は、
所定長さのパイプと、該パイプの下端に着脱自在
に接続された多孔質で剛性に富む素材によるポー
ラスカツプと、上記パイプの上端にねじ結合され
たカバーと、該カバーの上壁下面に取り付けた圧
電素子と、上記圧電素子に接続され当該圧電素子
の出力を電送するリード線と、上記パイプ内の水
圧を上記圧電素子へ伝えるため上記カバーの底壁
に下端を固定し上端を上記圧電素子に接触保持さ
せた圧力感知素子と、上記圧力感知素子に接続し
先端を上記パイプ内に臨ませた圧力伝達チユーブ
と、上記パイプの上端近傍に設けた開閉自在な注
入口と、該注入口から上記パイプ内に至る注水チ
ユーブと、上記注入口よりも上方位置の上記パイ
プに設けた開閉自在な排気口とを具備することを
特徴とするものである。(Means for solving the problem) The means for solving the problem in this invention are as follows:
A pipe of a predetermined length, a porous cup made of a porous and highly rigid material detachably connected to the lower end of the pipe, a cover screwed to the upper end of the pipe, and attached to the lower surface of the upper wall of the cover. a piezoelectric element connected to the piezoelectric element, a lead wire connected to the piezoelectric element to electrically transmit the output of the piezoelectric element, and a lower end fixed to the bottom wall of the cover and an upper end connected to the piezoelectric element in order to transmit the water pressure in the pipe to the piezoelectric element. a pressure sensing element held in contact with the pressure sensing element; a pressure transmission tube connected to the pressure sensing element with its tip facing into the pipe; an inlet that can be opened and closed near the upper end of the pipe; It is characterized by comprising a water injection tube that reaches into the pipe, and an exhaust port that is provided in the pipe above the injection port and can be opened and closed.
(作用)
土壌等の水分を測定するには、パイプ10、ポ
ーラスカツプ11、ベローズ17、圧力伝達チユ
ーブ21の内部に水を充填させたのちに、注水コ
ツク25及び排気コツク26を閉鎖してパイプ1
0を多孔体物質(土壌)内に埋め込む。(Function) To measure the moisture in soil, etc., after filling the inside of the pipe 10, porous cup 11, bellows 17, and pressure transmission tube 21 with water, the water injection pot 25 and the exhaust pot 26 are closed, and the pipe is closed. 1
0 in a porous material (soil).
土壌等の水分の程度に応じてポーラスカツプ1
1からカツプ内の水が出入し、これによりパイプ
10の内圧が変化する。この内圧は圧力伝達チユ
ーブ21を介してベローズ17に伝達されるので
該ベローズ17の伸縮作用で圧電素子6の圧接力
が変化する。そして、入出力端子18から出力さ
れる圧電素子16の電気的な信号により土壌等に
含まれる水分を測定する。 Porous cup 1 depending on the moisture level of soil etc.
Water in the cup flows in and out from the pipe 10, thereby changing the internal pressure of the pipe 10. Since this internal pressure is transmitted to the bellows 17 via the pressure transmission tube 21, the pressure contact force of the piezoelectric element 6 changes due to the expansion and contraction of the bellows 17. Then, the moisture contained in the soil or the like is measured based on the electrical signal of the piezoelectric element 16 outputted from the input/output terminal 18.
(実施例)
第1図から第3図が本考案に係る水分センサー
を表わしている。これらの図において、耐蝕性及
び非透水性の剛性に富む素材によつて構成された
所定長さのパイプ10の下端にポーラスカツプ1
1を接続し、このポーラスカツプ11の下端開口
部を円錐状の先端コーン12で閉鎖している。な
お、上記パイプ10及びポーラスカツプ11は、
詳しくは上記パイプ10の下端に固定した接続用
の雌ねじ13に雄ねじ14をねじ結合しており、
上記ポーラスカツプ11は当該雄ねじ14に固定
されている。従つて上記ポーラスカツプ11は上
記雄ねじ14と共に上記パイプ10の下端に着脱
可能に接続されている。なお、上記ポーラスカツ
プ11は多孔質の剛性に富む素材で形成されてい
る。(Example) FIGS. 1 to 3 show a moisture sensor according to the present invention. In these figures, a porous cup 1 is attached to the lower end of a pipe 10 of a predetermined length made of a highly rigid material that is corrosion-resistant and water-impermeable.
1 is connected, and the lower end opening of this porous cup 11 is closed with a conical tip cone 12. Note that the pipe 10 and porous cup 11 are as follows:
Specifically, a male thread 14 is screwed to a female connection thread 13 fixed to the lower end of the pipe 10.
The porous cup 11 is fixed to the male thread 14. Therefore, the porous cup 11 and the male thread 14 are removably connected to the lower end of the pipe 10. The porous cup 11 is made of a porous and highly rigid material.
前記パイプ10の上端にカバー15をねじ結合
し、このカバー15の上壁15aの下面にピエゾ
効果を有する圧電素子16を取り付けている。
又、前記カバー15の底壁15bに圧力感知素子
としてのベローズ17の下端を固定し、このベロ
ーズ17の上端中央に設けた突起17aを上記圧
電素子16に下方から所定の圧力で接触保持させ
ると共に、上記カバー15の外部に設けた入出力
端子18と上記圧電素子16とをリード線19で
接続している。なお、20は防雨カバーである。 A cover 15 is screwed to the upper end of the pipe 10, and a piezoelectric element 16 having a piezo effect is attached to the lower surface of the upper wall 15a of the cover 15.
Further, the lower end of a bellows 17 as a pressure sensing element is fixed to the bottom wall 15b of the cover 15, and a protrusion 17a provided at the center of the upper end of the bellows 17 is held in contact with the piezoelectric element 16 from below with a predetermined pressure. , an input/output terminal 18 provided outside the cover 15 and the piezoelectric element 16 are connected by a lead wire 19. Note that 20 is a rainproof cover.
一方、前記パイプ10の内部には上記ベローズ
17内と当該パイプ10内の底部とを連通保持さ
せる圧力伝達チユーブ21を設けると共、上記パ
イプ10の上端近傍に設けた注水口22から上記
ポーラスカツプ11の内側部分に至る注水チユー
ブ23を設けている。又、前記パイプ10の上端
近傍には排気口24を設け、上記注水口22及び
排気口24を開閉する注水コツク25及び排気コ
ツク26を設けている。27は前記パイプ10内
の上端部に設けた排気ガイドである。 On the other hand, a pressure transmission tube 21 is provided inside the pipe 10 to maintain communication between the inside of the bellows 17 and the bottom of the pipe 10. A water injection tube 23 is provided that reaches the inner part of 11. Further, an exhaust port 24 is provided near the upper end of the pipe 10, and a water injection port 25 and an exhaust port 26 for opening and closing the water injection port 22 and the exhaust port 24 are provided. Reference numeral 27 denotes an exhaust guide provided at the upper end of the pipe 10.
このように構成された水分センサーを使用して
水分を測定するには、パイプ10、ポーラスカツ
プ11、ベローズ17、圧力伝達チユーブ21の
内部に水を充填させたのちに、注水コツク25及
び排気コツク26を閉鎖してパイプ10を多孔体
物質(土壌)内に埋め込んでポーラスカツプ11
を所定の深さに設置する。 In order to measure moisture using the moisture sensor configured in this way, after filling the inside of the pipe 10, porous cup 11, bellows 17, and pressure transmission tube 21 with water, the water injection cup 25 and the exhaust cup are filled with water. 26 is closed and the pipe 10 is buried in the porous material (soil), and the porous cup 11 is closed.
installed at a specified depth.
ポーラスカツプ11が所定の深さに埋め込まれ
ると、ポーラスカツプ11の外周面に接している
多孔体物質の水分張力に応じてポーラスカツプ1
1からカツプ内の水が出入し、パイプ10内の水
分張力がポーラスカツプ11を介して平衡状態と
なる。 When the porous cup 11 is embedded to a predetermined depth, the porous cup 1 is buried according to the water tension of the porous material in contact with the outer peripheral surface of the porous cup 11.
Water in the cup flows in and out through the porous cup 11, and the water tension in the pipe 10 reaches an equilibrium state via the porous cup 11.
パイプ10の内圧が変化すると、圧力伝達チユ
ーブ21を介してパイプ10内と連通保持されて
いるベローズ17の内圧が変化する。すると、こ
の内圧の変化に伴つてベローズ17が伸縮して圧
電素子16への押圧力を変化させるために、入出
力端子18から出力される電気的特性が変化す
る。従つて、入出力端子18から出力される圧電
素子16の電気的な信号によつて土壌等の水分を
測定することができる。 When the internal pressure of the pipe 10 changes, the internal pressure of the bellows 17, which is maintained in communication with the inside of the pipe 10 via the pressure transmission tube 21, changes. Then, as the internal pressure changes, the bellows 17 expands and contracts to change the pressing force on the piezoelectric element 16, so that the electrical characteristics output from the input/output terminal 18 change. Therefore, the moisture content of the soil or the like can be measured by the electrical signal of the piezoelectric element 16 output from the input/output terminal 18.
尚、パイプ10の内圧をベローズ17で倍加さ
せて圧電素子16に作用させるようにしているた
めに、僅かな圧力変動をも的確に測定することが
でき、測定精度を高くできることになる。 Incidentally, since the internal pressure of the pipe 10 is doubled by the bellows 17 and applied to the piezoelectric element 16, even slight pressure fluctuations can be accurately measured, and measurement accuracy can be increased.
又、パイプ10内の水が減少したとき、あるい
は気泡が溜つたときは注水コツク25及び排気コ
ツク26を開き、注射器等を利用して注水口22
に水を注入する。すると、注水口22から注水チ
ユーブ23を経てポーラスカツプ11の内側(パ
イプ10の底部)に水が供給されるために、排気
口24から水が出るまで注水を継続することで水
を充満させることができる。水を充満させた後は
再び注水コツク25及び排気コツク26を閉鎖す
れば測定を容易に再開できる。 Also, when the water in the pipe 10 decreases or air bubbles accumulate, open the water inlet 25 and the exhaust outlet 26, and use a syringe or the like to fill the water inlet 22.
Inject water into. Then, water is supplied from the water inlet 22 to the inside of the porous cup 11 (bottom of the pipe 10) through the water inlet tube 23, so water can be filled by continuing to inject water until water comes out from the exhaust port 24. I can do it. After filling with water, the measurement can be easily restarted by closing the water injection tank 25 and the exhaust tank 26 again.
尚、圧電素子16を感圧導電ゴムで構成した場
合は、微少な圧力変化をより的確に検出できると
ともに、この圧力の変化を電圧の変化として取り
出すことができるので広範囲の水分含量を感度よ
く測定できると同時に、センサーの小型軽量化及
び低価格化が達成できる。 If the piezoelectric element 16 is made of pressure-sensitive conductive rubber, minute pressure changes can be detected more accurately, and this pressure change can be extracted as a voltage change, making it possible to measure moisture content over a wide range with high sensitivity. At the same time, it is possible to reduce the size, weight, and cost of the sensor.
(考案の効果)
本考案は、パイプの上端に圧電素子などを有す
るカバーをねじ結合し、下端に設けたポーラスカ
ツプを着脱自在に取り付けているので、パイプの
長さを適宜選択することにより地表からの特定深
さに限定した位置の水分が測定でき、従つて、土
壌等の水分を監視する場合において栽培する植物
の種類に応じて特定される地表からの深さ毎の水
分を正確に測定することができる効果がある。(Effects of the invention) In this invention, a cover with a piezoelectric element etc. is screwed to the upper end of the pipe, and a porous cup provided at the lower end is detachably attached. Moisture can be measured at a specific depth from the ground surface. Therefore, when monitoring soil moisture, it is possible to accurately measure moisture at each depth specified according to the type of plant being cultivated. There is an effect that can be done.
又、本考案は、測定データを電送できるため測
定データを灌水制御機器あるいは植物栽培用の総
合制御システムなどに組み込むことにより、土壌
水分の自動制御を行う情報として利用することが
できるものである。 Furthermore, since the present invention allows measurement data to be transmitted electronically, the measurement data can be incorporated into an irrigation control device or a comprehensive control system for plant cultivation and used as information for automatic soil moisture control.
第1図は本考案に係る感圧式水分センサーの実
施例を示す斜視図、第2図は同じく内部構成を示
す縦断面図、第3図は第1図の平面図、第4図及
び第5図は従来の概略構成図である。
10……パイプ、11……ポーラスカツプ、1
2……先端コーン、13……雌ねじ、14……雄
ねじ、15……カバー、16……圧電素子、17
……ベローズ、18……入出力端子、19……リ
ード線、20……防雨カバー、21……圧力伝達
チユーブ、22……注水口、23……注水チユー
ブ、24……排気口、25……注水コツク、26
……排気コツク。
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of the pressure-sensitive moisture sensor according to the present invention, FIG. 2 is a vertical cross-sectional view showing the internal structure, FIG. 3 is a plan view of FIG. 1, and FIGS. The figure is a conventional schematic configuration diagram. 10...Pipe, 11...Porous cup, 1
2...Tip cone, 13...Female thread, 14...Male thread, 15...Cover, 16...Piezoelectric element, 17
... Bellows, 18 ... Input/output terminal, 19 ... Lead wire, 20 ... Rainproof cover, 21 ... Pressure transmission tube, 22 ... Water inlet, 23 ... Water inlet tube, 24 ... Exhaust port, 25 ...Water injection, 26
...Exhaust exhaust.
Claims (1)
る水分センサーであつて、所定長さのパイプと、
該パイプの下端に着脱自在に接続された多孔質で
剛性に富む素材によるポーラスカツプと、上記パ
イプの上端にねじ結合されたカバーと、該カバー
の上壁下面に取り付けた圧電素子と、上記圧電素
子に接続され当該圧電素子の出力を電送するリー
ド線と、上記パイプ内の水圧を上記圧電素子へ伝
えるため上記カバーの底壁に下端を固定し上端を
上記圧電素子に接触保持させた圧力感知素子と、
上記圧力感知素子に接続し先端を上記パイプ内に
臨ませた圧力伝達チユーブと、上記パイプの上端
近傍に設けた開閉自在な注入口と、該注入口から
上記パイプ内に至る注水チユーブと、上記注入口
よりも上方位置の上記パイプに設けた開閉自在な
排気口とを具備することを特徴とする感圧式水分
センサー。 A moisture sensor that outputs an electrical signal corresponding to the moisture content of soil, etc., which includes a pipe of a predetermined length,
a porous cup made of a porous and highly rigid material detachably connected to the lower end of the pipe; a cover screwed to the upper end of the pipe; a piezoelectric element attached to the lower surface of the upper wall of the cover; A lead wire connected to the element to electrically transmit the output of the piezoelectric element, and a pressure sensor whose lower end is fixed to the bottom wall of the cover and whose upper end is held in contact with the piezoelectric element in order to transmit the water pressure in the pipe to the piezoelectric element. Motoko and
a pressure transmission tube that is connected to the pressure sensing element and whose tip faces into the pipe; an inlet that can be opened and closed near the upper end of the pipe; a water injection tube that extends from the inlet into the pipe; A pressure-sensitive moisture sensor characterized by comprising an exhaust port that is provided in the pipe above the injection port and can be opened and closed.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1988022886U JPH0338687Y2 (en) | 1988-02-23 | 1988-02-23 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1988022886U JPH0338687Y2 (en) | 1988-02-23 | 1988-02-23 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01126550U JPH01126550U (en) | 1989-08-29 |
| JPH0338687Y2 true JPH0338687Y2 (en) | 1991-08-15 |
Family
ID=31241402
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1988022886U Expired JPH0338687Y2 (en) | 1988-02-23 | 1988-02-23 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0338687Y2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH088440Y2 (en) * | 1989-11-27 | 1996-03-06 | サンケイ理化株式会社 | Soil moisture meter |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5317079A (en) * | 1976-07-30 | 1978-02-16 | Toshiba Corp | Electrode selection method of semiconductor device |
-
1988
- 1988-02-23 JP JP1988022886U patent/JPH0338687Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01126550U (en) | 1989-08-29 |
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