电容式土壤水分检测多参数校正方法的研究

发布时间：2021-04-14 21:35

　　土壤水分含量是现代农业灌溉的重要测量物理量。目前常用的土壤水分传感器大多采用高频检测技术,成本较高,无法推广应用。文中基于低频电容式土壤水分传感原理,引入温度、电导率、电容参数,建立土壤水分测量数学模型,对比了在4种不同土样情况下,温度对电容值、电导率的影响,以黄土为例对实测数据拟合及公式推导,将得到的水分测量关系进行多次验证,测试结果表明,利用该校正方法的传感器的测量最大误差小于3.0%,平均绝对误差小于2.0%,能够满足农业灌溉对土壤水分检测的精度要求。 

【文章来源】：仪表技术与传感器. 2020,(04)北大核心CSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

电容传感器测量原理图

在实际水分测量中,温度会随着环境变化,对土壤中所测的电容电导率值产生影响,使用实时温度修正传感器的直接测量值后,利用电导率校正电容水分关系的方法测得土壤水分值[9-10],土壤水分测量流程如图2所示。2 温度参数对土壤水分检测影响

在不同温度情况下,土壤的电容值,电导率受到不同程度的影响[11,16-17]。制作4种不同种类的土壤样本,分别为黄土、沙土、红土、黑土,密度分别为1.46、1.59、1.52、1.41 g/cm3。把土壤样本置于恒温箱中,改变箱内温度,待土壤中温度稳定时对土壤电容、电导率值进行检测,同时将土样包裹保鲜膜,使得整个温度变化过程中,土壤水分含量保持不变。实验情况如图3～图6所示。图4 红土中测量值随温度变化情况

【参考文献】：
期刊论文
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[4]温度对FDR土壤湿度传感器的影响研究[J]. 曹美,徐晓辉,苏彦莽,宋涛,周萌,贾薇.  节水灌溉. 2015(01)
[5]几何参数设计对相邻电容传感器性能的影响[J]. 李楠,韩颖.  西南交通大学学报. 2014(02)
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[7]冻融过程对FDR测量土壤体积含水量的影响[J]. 张爱莉,高磊.  排灌机械工程学报. 2013(04)
[8]基于FDR技术的土壤水分传感器设计[J]. 张宪,姜晶,王劲松.  自动化技术与应用. 2011(11)
[9]温度对FDR测量土壤体积含水量的影响[J]. 高磊,施斌,唐朝生,王宝军,顾凯,甘宇宽.  冰川冻土. 2010(05)
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本文编号：3138057