土壤水流通量測(cè)量在農(nóng)業(yè)和土壤物理中具有重要意義,是研究灌溉與排水、土壤徑流、土壤滲漏、土壤化學(xué)物質(zhì)遷移過(guò)程及土壤理化性質(zhì)時(shí)的一項(xiàng)重要參數(shù)。近年來(lái)逐漸發(fā)展起來(lái)的熱脈沖技術(shù)（HP,Heat Pulse）,逐漸運(yùn)用在土壤水流通量測(cè)量的研究中。但是已有系統(tǒng)的硬件設(shè)備構(gòu)成復(fù)雜,操作繁瑣,價(jià)格高昂,而且實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理、計(jì)算過(guò)程均需多種軟件予以實(shí)現(xiàn),給土壤水流通量研究造成了不小的困難。本文在研究國(guó)內(nèi)外土壤水流通量相關(guān)設(shè)備基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了一套基于短時(shí)三針熱脈沖技術(shù)的土壤水流通量測(cè)量系統(tǒng)和一個(gè)土壤水流通量計(jì)算軟件。土壤水流通量測(cè)量系統(tǒng)的硬件傳感器電路精簡(jiǎn)了以往系統(tǒng)中將數(shù)據(jù)采集設(shè)備作為控制和采集器的設(shè)備結(jié)構(gòu),將探針、采集電路及控制電路集成一體,通過(guò)對(duì)控制單元編程,完成高精度數(shù)據(jù)采集和熱量控制功能;數(shù)據(jù)計(jì)算處理軟件能與傳感器電路雙向通信,能根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)土壤水流通量計(jì)算和數(shù)據(jù)可視化,軟件可以控制傳感器進(jìn)行手動(dòng)或定時(shí)自動(dòng)測(cè)量,也可以接收來(lái)自傳感器的溫度數(shù)據(jù),進(jìn)而計(jì)算土壤水流通量,同時(shí)可將每次測(cè)量的原始數(shù)據(jù)和計(jì)算值存儲(chǔ),方便后續(xù)研究使用。具體內(nèi)容如下:（1）基于Pyboard開(kāi)發(fā)板作為主控單元,開(kāi)發(fā)了一套土壤水流... 

【文章來(lái)源】：西北農(nóng)林科技大學(xué)陜西省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：71 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1雙針熱脈沖傳感器Fig.1-1Duleheatpulseprobe

第一章緒論5分布；其二是該傳感器體積較大，會(huì)影響土壤結(jié)構(gòu)及水分流動(dòng)；其三是需在室內(nèi)標(biāo)定后使用。Melville等(1985)設(shè)計(jì)了一種相似的實(shí)驗(yàn)裝置，但該裝置破壞了熱源周圍的穩(wěn)態(tài)熱域，且實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該儀器的測(cè)量值與實(shí)際值之間的一致性并不理想(郜建英2005)。Campbell等(1991)和Bristow等(1994)將HP技術(shù)應(yīng)用在測(cè)量土壤熱特性方面，他們使用的傳感器由一根或兩根極細(xì)的鋼針組成，這樣降低了探針對(duì)土壤結(jié)構(gòu)的破壞及水流的影響，同時(shí)這種傳感器產(chǎn)生熱脈沖時(shí)所需加熱時(shí)間較短（8s），在非飽和土壤中很少引起水分再分布(NoborioKetal.1996)。該傳感器在測(cè)量土壤熱特性方面取得良好效果，但其采用熱電偶技術(shù)，測(cè)量精度尚有較大提升空間(BristowKL1994;CampbellGSetal.1991)。圖1-2T-TDR探頭示意圖(RenTetal.2000)Fig.1-2T-TDRprobe(RenTetal.2000)圖1-3五針熱脈沖傳感器示意圖Fig.1-3Pentaheatpulseprobe隨著時(shí)域反射（TDR，TimeDomainReflectometry）技術(shù)的發(fā)展，Noborio等(1996)將HP技術(shù)與TDR（Timedomainreflectometry）技術(shù)結(jié)合，可測(cè)量土壤含水量和土壤熱

第一章緒論5分布；其二是該傳感器體積較大，會(huì)影響土壤結(jié)構(gòu)及水分流動(dòng)；其三是需在室內(nèi)標(biāo)定后使用。Melville等(1985)設(shè)計(jì)了一種相似的實(shí)驗(yàn)裝置，但該裝置破壞了熱源周圍的穩(wěn)態(tài)熱域，且實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該儀器的測(cè)量值與實(shí)際值之間的一致性并不理想(郜建英2005)。Campbell等(1991)和Bristow等(1994)將HP技術(shù)應(yīng)用在測(cè)量土壤熱特性方面，他們使用的傳感器由一根或兩根極細(xì)的鋼針組成，這樣降低了探針對(duì)土壤結(jié)構(gòu)的破壞及水流的影響，同時(shí)這種傳感器產(chǎn)生熱脈沖時(shí)所需加熱時(shí)間較短（8s），在非飽和土壤中很少引起水分再分布(NoborioKetal.1996)。該傳感器在測(cè)量土壤熱特性方面取得良好效果，但其采用熱電偶技術(shù)，測(cè)量精度尚有較大提升空間(BristowKL1994;CampbellGSetal.1991)。圖1-2T-TDR探頭示意圖(RenTetal.2000)Fig.1-2T-TDRprobe(RenTetal.2000)圖1-3五針熱脈沖傳感器示意圖Fig.1-3Pentaheatpulseprobe隨著時(shí)域反射（TDR，TimeDomainReflectometry）技術(shù)的發(fā)展，Noborio等(1996)將HP技術(shù)與TDR（Timedomainreflectometry）技術(shù)結(jié)合，可測(cè)量土壤含水量和土壤熱

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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[6]總線型線特征視覺(jué)檢測(cè)從站技術(shù)研究[D]. 黃黎明.華中科技大學(xué) 2019
[7]基于MicroPython的便攜式尿液分析儀設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 謝丹丹.重慶大學(xué) 2018
[8]熱脈沖法測(cè)定飽和土壤水通量的貝葉斯不確定性分析[D]. 汪勇.浙江大學(xué) 2017
[9]基于分?jǐn)偹惴ǖ臒o(wú)線供熱計(jì)量裝置的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 王玉平.山東大學(xué) 2014
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本文編號(hào)：2999944