高低频双频激励土壤含水率传感器设计与试验
江苏大学机械工程学院;绍兴职业技术学院机电工程与交通学院;南京林业大学森林资源与环境学院
- 摘 要：
- 针对现有电容式土壤含水率传感器对电导率敏感等问题,从电阻电容串联阶跃响应原理出发,采用峰值检测技术,设计高低频(100、50 MHz)激励下的数字型土壤含水率传感器,并提供一种融合高低频响应信号分析土壤等效相对介电常数的反函数模型.试验结果表明,传感器的高低频响应稳定时间在338~464 ms,建议传感器高低频切换间隔大于500 ms.在非导电液体介质中标定结果表明,高低工作频率下各自输出信号与液体相对介电常数符合指数模型,决定系数R2大于0.98.在0~1000 μS/cm范围内的溶液试剂中,基于反函数模型的高低频数据融合处理,电导率引起的测量相对介电常数的最大误差为1.775,对应最大引用误差2.16%.土壤实测表明,单频率传感器输出信号易受土壤电导率的影响,其引起的信号误差可大于100 mV,对应的体积含水率误差大于10%;而双频输出信号经反函数模型的数据融合处理后,结合Topp模型,电导率对传感器的影响最大误差为3.2%.
关键词：土壤含水率;峰值检测;双频激励;传感器
相似文章
-
紫色土埂坎典型草本根系摩阻特性对土壤含水率的响应 [甘凤玲, 韦杰, 李沙沙] 草业学报 2022 (7) 28-37
-
离子型稀土尾矿深层土壤剖面铵态氮污染特征及影响因素 [任富天, 张秋英, 杨广, 柏杨巍, 高红杰, 李兆, 刘山宝, 王健祺] 土壤学报 2022,59 (2) 517-527
-
小麦秸秆生物炭对休耕期黄土农田土壤热性质的影响 [聂瑾, 赵保卫, 刘辉, 杨哲, 马锋锋] 中国土壤与肥料 2022 (3) 75-83
-
基于三维光谱指数的土壤含水率反演研究 [周益安, 周昊, 劳聪聪] 节水灌溉 2021 (12) 100-107
-
剔除土壤背景对反演玉米根域土壤含水率的影响研究 [王佳儿, 肖悦, 王志昊, 郑长娟, 王勇, 白旭乾, 于广多, 张智韬] 节水灌溉 2021 (12) 81-86,93
-
干旱灌区农田土壤水盐分布特征及其对地下水响应 [李娜, 岳卫峰, 龚培昌, 廉雪, 闫超] 节水灌溉 2022 (1) 7-13
-
生物炭添加对矿区压实土壤水力特性的影响 [张雅馥, 王金满, 王敬朋, 冯丁饶, 李万智, 朱秋萍] 农业工程学报 2021 (22) 58-65
-
冻融期不同时间灌水对土壤水热影响的试验研究 [潘大全, 陈军锋, 薛静, 杜文杰, 崔莉红, 杜琦] 节水灌溉 2022 (1) 1-6
-
热带桉树树干液流的时滞效应分析 [王城城, 叶文伟, 赵从举, 陈丽艳] 灌溉排水学报 2022,41 (1) 25-32
-
黄土高原退耕还草土壤水分对植物地上部化学计量特征的影响 [靳小莲, 赵巍, 李梦迪, 刘栋栋, 鞠文亮] 水土保持研究 2022,29 (2) 57-63
