微型TDR土壤水分传感器影响因素研究及其应用模型建立

发布时间：2017-08-17 08:06

  本文关键词：微型TDR土壤水分传感器影响因素研究及其应用模型建立

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【摘要】：本文以西安理工大学研制的RV-1型基于TDR原理的土壤水分传感器为对象,测定了土壤温度、土壤质量含水率、土壤盐分与土壤容重等物理因素对传感器输出特性的影响,测定了环境电磁特性对土壤水分传感器的影响;分析了传感器的自身特性;建立了西安粉砂质壤土,哈密壤质砂土与鄯善砂质壤土三种土壤不同因素影响的特征方程,并对模型进行了验证。主要结论如下:(1)土壤温度、土壤质量含水率、土壤盐分与土壤容重对TDR土壤水分传感器的输出特性有显著影响。随着土壤温度、盐分、容重和含水率数值的增大,传感器的输出电压也越大。影响土壤水分传感器输出特性因素的主次顺序为:土壤质量含水率、土壤含盐量、土壤温度、土壤容重。(2)传感器输出电压与土壤温度、土壤质量含水率、土壤盐分与土壤容重的关系可用四元二次方程表示,验证结果说明,所建立模型的计算输出电压与实际测量电压的拟合度较高,可以用于传感器的测量中。(3)传感器电源供电电压的合理范围为8~18v,传感器的感应范围为宽边6cm,窄边5cm,环境电场对传感器无明显影响,有机玻璃材质对传感器的读数并无明显影响,传感器尖端的感应距离为11cm。(4)传感器蠕变量为±1.4%,零漂量为±0.52%,同批次同型号传感器最大差异量为0.015v,差异比为2.94%,传感器同一性良好,传感器精度为±0.5%,对传感器的基本特性曲线进行三种形式的拟合,分段函数拟合效果最好。
【关键词】：TDR 土壤水分传感器 影响因素 模型
【学位授予单位】：新疆农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S152.7;TP212
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第1章 绪论7-20
• 1.1 研究背景与意义7-8
• 1.2 土壤水分检测技术的研究现状8-12
• 1.3 TDR法测量土壤水分的基本原理及其研究进展12-18
• 1.4 研究内容与技术路线18-20
• 第2章 试验设备与方法20-33
• 2.1 试验仪器20-25
• 2.2 土壤样品及处理方法25-27
• 2.3 试验方法27-32
• 2.4 本章小结32-33
• 第3章 土壤物理因素对TDR土壤水分传感器的影响33-41
• 3.1 温度因素对TDR土壤水分传感器的影响33-35
• 3.2 盐分因素对TDR土壤水分传感器的影响35-36
• 3.3 容重因素对TDR土壤水分传感器的影响36-37
• 3.4 质地因素对TDR土壤水分传感器的影响37-40
• 3.5 本章小结40-41
• 第4章 电特性对TDR土壤水分传感器的影响41-47
• 4.1 电源稳定性因素对TDR土壤水分传感器的影响41-42
• 4.2 环境磁场因素对TDR土壤水分传感器的影响42-43
• 4.3 环境电场因素对TDR土壤水分传感器影响的分析43-45
• 4.4 边界距离因素对TDR土壤水分传感器的影响45-46
• 4.5 本章小结46-47
• 第5章 传感器自身特性研究47-57
• 5.1 传感器的零漂与蠕变特性分析47-48
• 5.2 多个传感器的同一性分析48-51
• 5.3 传感器精度分析51-52
• 5.4 传感器基本特性曲线分析52-56
• 5.5 本章小结56-57
• 第6章 土壤水分传感器综合模型的建立与验证57-67
• 6.1 模型建立方法57
• 6.2 西安粉质砂壤土测量模型57-60
• 6.3 鄯善砂质壤土测量模型60-63
• 6.4 哈密壤质砂土测量模型63-66
• 6.5 本章小结66-67
• 第7章 结论与展望67-69
• 7.1 结论67-68
• 7.2 展望68-69
• 参考文献69-75
• 致谢75-76
• 作者简介76

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本文编号：687903