發(fā)布時間：2017-10-01 23:09

  本文關(guān)鍵詞：多層土壤剖面復合傳感器設(shè)計與性能分析

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【摘要】：針對土壤剖面溫度與水分檢測存在傳感器安裝困難、對本地土壤擾動比較大等問題,設(shè)計了一種基于駐波比土壤水分測量原理與基于鉑電阻測溫原理的多層土壤剖面復合傳感器。借助矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀與HFSS電磁場仿真軟件對傳感器電極的阻抗特性與電場分布狀況進行了分析,確定了銅質(zhì)檢測探頭結(jié)構(gòu)為:直徑5 cm、寬度2.5 cm、厚度0.09 cm,測試電路激勵頻率為100 MHz。以3種不同質(zhì)地土壤作為測試樣本,對土壤水分與溫度檢測單元的輸出與對應(yīng)的測量值分別進行了多項式擬合與線性擬合,相關(guān)性均達到0.99以上,系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)及動態(tài)性能均滿足土壤剖面溫度與水分的檢測要求。通過試驗分析了土壤溫度與體積含水率對傳感器輸出的影響,利用統(tǒng)計回歸方法建立了傳感器在不同溫度時的修正模型。在北京市小湯山野外環(huán)境下,將傳感器工作于埋入土壤的PVC管體中,同時獲取3層土壤溫度與水分剖面信息,數(shù)據(jù)可靠,性能穩(wěn)定,為實時獲取多層土壤墑情及土壤溫度提供了一種高效方法。
【作者單位】： 北京林業(yè)大學工學院;北京林業(yè)大學城鄉(xiāng)生態(tài)環(huán)境北京實驗室;
【關(guān)鍵詞】： 土壤水分 土壤溫度 復合傳感器 剖面測量 性能分析
【基金】：國家自然科學基金項目(31171458) 北京市教育委員會科學研究與研究生培養(yǎng)共建項目(BLCXY201519) 北京市共建項目
【分類號】：S237;S152
【正文快照】： 引言土壤含水率是影響農(nóng)田作物生長與產(chǎn)量的關(guān)鍵因素之一[1]。實時了解土壤含水率的垂直分布對于了解作物根系分布、土壤墑情變化、作物的需水規(guī)律具有十分重要的意義[2-6]。目前,通常是采用插針式傳感器分層埋設(shè),但這種方法存在施工不便、破壞本地土壤結(jié)構(gòu)、傳感器損壞更換困

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 詹志明,馮兆東;區(qū)域遙感土壤水分模型的方法初探[J];水土保持研究;2002年03期

2 呂軍杰,姚宇卿,王育紅,王海洋,張憲初;不同耕作方式對坡耕地土壤水分的影響[J];中國農(nóng)業(yè)氣象;2002年03期

3 馬孝義,馬建倉,李新平,韓克敏;土壤水分電磁測量方法的研究進展[J];干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究;2002年02期

4 劉建軍,陳燕華,李毅;膜孔灌溉條件下土壤水分空間分布特性研究及應(yīng)用[J];節(jié)水灌溉;2002年04期

5 黃奕龍,陳利頂,傅伯杰,黃志霖,貴立德,吳祥林;黃土丘陵小流域地形和土地利用對土壤水分時空格局的影響[J];第四紀研究;2003年03期

6 李紅,周連第,張有山;京郊平原區(qū)糧田土壤水分垂直變異性的半方差表征[J];華北農(nóng)學報;2003年01期

7 劉洪斌,武偉,魏朝富,謝德體;土壤水分預(yù)測神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型和時間序列模型比較研究[J];農(nóng)業(yè)工程學報;2003年04期

8 劉志明,張柏,晏明,李鐵強;土壤水分與干旱遙感研究的進展與趨勢[J];地球科學進展;2003年04期

9 張恒明,黃毅;用三次樣條插值函數(shù)描述土壤水分特性[J];水土保持科技情報;2003年01期

10 李洪建,王孟本,柴寶峰;黃土高原土壤水分變化的時空特征分析[J];應(yīng)用生態(tài)學報;2003年04期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王新;;農(nóng)氣報表土壤水分記錄審核軟件[A];山東氣象學會2005年學術(shù)交流會優(yōu)秀論文集[C];2005年

2 薛龍琴;冶林茂;陳海波;;河南省自動土壤水分觀測網(wǎng)的建設(shè)和應(yīng)用[A];第26屆中國氣象學會年會第三屆氣象綜合探測技術(shù)研討會分會場論文集[C];2009年

3 薛龍琴;冶林茂;陳海波;師麗魁;;河南省自動土壤水分資料與人工觀測資料對比分析[A];第27屆中國氣象學會年會現(xiàn)代農(nóng)業(yè)氣象防災(zāi)減災(zāi)與糧食安全分會場論文集[C];2010年

4 除多;次仁多吉;邊巴次仁;王彩云;;西藏中部土壤水分遙感監(jiān)測方法研究[A];第27屆中國氣象學會年會干旱半干旱區(qū)地氣相互作用分會場論文集[C];2010年

5 王一鳴;;傳感器與檢測技術(shù)研究所在土壤水分測試領(lǐng)域的科研成果及產(chǎn)業(yè)化[A];中國農(nóng)業(yè)工程學會電氣信息與自動化專業(yè)委員會、中國電機工程學會農(nóng)村電氣化分會科技與教育專委會2010年學術(shù)年會論文摘要[C];2010年

6 姚付啟;蔡煥杰;張振華;;煙臺蘋果園表層土壤水分與深層土壤水分轉(zhuǎn)換關(guān)系研究[A];現(xiàn)代節(jié)水高效農(nóng)業(yè)與生態(tài)灌區(qū)建設(shè)（下）[C];2010年

7 石慶蘭;王一鳴;馮磊;;土壤水分測量中相位差檢測算法的實驗與研究[A];中國農(nóng)業(yè)工程學會電氣信息與自動化專業(yè)委員會、中國電機工程學會農(nóng)村電氣化分會科技與教育專委會2010年學術(shù)年會論文摘要[C];2010年

8 巫麗君;潘建梅;魏愛明;王秀琴;;自動土壤水分觀測數(shù)據(jù)異常原因淺析[A];“推進氣象科技創(chuàng)新，提高防災(zāi)減災(zāi)和應(yīng)對氣候變化能力”——江蘇省氣象學會第七屆學術(shù)交流會論文集[C];2011年

9 楊海鷹;冶林茂;陳海波;;土壤水分研究進展[A];第28屆中國氣象學會年會——S11氣象與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)[C];2011年

10 黃奕龍;傅伯杰;陳利頂;;黃土丘陵坡地土壤水分時空變化特征[A];地理教育與學科發(fā)展——中國地理學會2002年學術(shù)年會論文摘要集[C];2002年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 班勝林;山西引進新型土壤水分觀測儀[N];中國氣象報;2010年

2 記者 王量迪 通訊員 陳瑜;我市建成兩個自動土壤水分觀測站[N];寧波日報;2010年

3 王一;土壤水分快速測量技術(shù)獲突破[N];科技日報;2003年

4 記者 宛霞　通訊員 趙志強;中國氣象局將加強土壤水分觀測[N];中國氣象報;2009年

5 記者 王建忠;我國將布設(shè)1500套自動土壤水分觀測儀[N];中國氣象報;2009年

6 實習記者 王寶軍　通訊員 趙志強;全國建成７６個自動土壤水分觀測站[N];中國氣象報;2009年

7 張芳　仲維健;江蘇啟動土壤水分自動觀測網(wǎng)建設(shè)[N];中國氣象報;2009年

8 記者 劉劍英;我省首個自動土壤水分觀測站大名投用[N];河北日報;2009年

9 邢開成 胡佳軍;河北邯鄲首個自動土壤水分觀測站投入使用[N];糧油市場報;2009年

10 記者 田宜龍;66個自動土壤水分觀測站建成[N];河南日報;2010年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王安琪;大尺度被動微波輻射計土壤水分降尺度方法研究[D];首都師范大學;2013年

2 劉丙霞;黃土區(qū)典型灌草植被土壤水分時空分布及其植被承載力研究[D];中國科學院研究生院（教育部水土保持與生態(tài)環(huán)境研究中心）;2015年

3 王改改;丘陵山地土壤水分時空變化及其模擬[D];西南大學;2009年

4 楊開寶;黃土丘陵區(qū)不同農(nóng)業(yè)技術(shù)措施的土壤水分效應(yīng)研究[D];西北農(nóng)林科技大學;2010年

5 趙燕東;土壤水分快速測量方法及其應(yīng)用技術(shù)研究[D];中國農(nóng)業(yè)大學;2002年

6 劉偉;植被覆蓋地表極化雷達土壤水分反演與應(yīng)用研究[D];中國科學院研究生院（遙感應(yīng)用研究所）;2005年

7 吳元芝;黃土區(qū)土壤水分對典型植物有效性的研究[D];中國科學院研究生院（教育部水土保持與生態(tài)環(huán)境研究中心）;2010年

8 韓桂紅;干旱區(qū)鹽漬地極化雷達土壤水分反演研究[D];新疆大學;2013年

9 賈志峰;土壤水的監(jiān)測技術(shù)方法與運移規(guī)律研究[D];長安大學;2014年

10 趙培培;黃土高原小流域典型壩地土壤水分和泥沙空間分布特征[D];中國科學院研究生院（教育部水土保持與生態(tài)環(huán)境研究中心）;2010年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李金香;裸露隨機地表土壤水分遙感反演及其空間特征分析[D];新疆大學;2011年

2 阿爾達克;基于雙譜散射模型的裸露地表土壤水分反演研究[D];新疆大學;2011年

3 李笑吟;晉西黃土區(qū)土壤水分時空變化規(guī)律研究[D];北京林業(yè)大學;2006年

4 李友;冀西北壩上地區(qū)主要農(nóng)作物抗旱成苗的土壤水分指標研究[D];河北農(nóng)業(yè)大學;2012年

5 林坤;黃土丘陵區(qū)小流域土壤水分狀態(tài)與空間模擬[D];西北農(nóng)林科技大學;2012年

6 唐洋;基于高頻電場的土壤水分傳感器研究[D];西南大學;2010年

7 白天路;基于遙感和地面實測水分數(shù)據(jù)的小流域土壤水分模擬[D];西北大學;2010年

8 趙梅;黃土區(qū)土石混合土壤水分有效性研究[D];西北農(nóng)林科技大學;2010年

9 魏珍;基于Landsat ETM遙感數(shù)據(jù)的大柳塔煤炭開發(fā)區(qū)土壤水分信息提取[D];長安大學;2010年

10 馮磊;基于駐波率原理的土壤水分測量技術(shù)的研究[D];中國農(nóng)業(yè)大學;2005年

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本文編號：956173