雙頻率交替法電容土壤水分測試技術(shù)研究.pdf

1、在信息技術(shù)和人工智能技術(shù)迅猛發(fā)展的浪潮下，逐漸產(chǎn)生了對農(nóng)作物實(shí)施定位管理、對農(nóng)作物進(jìn)行按需投入等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的精準(zhǔn)管理思想，最終形成了精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的概念。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中一個(gè)極其關(guān)鍵的環(huán)節(jié)即是獲得土壤的各種參數(shù)，例如:土壤有機(jī)質(zhì)含量、土壤壓實(shí)度、土壤電導(dǎo)率、土壤含水量等。這些參數(shù)中，土壤含水量是必不可少的。
　　在國內(nèi)，用來檢測土壤含水量的儀器基本都是便攜式，而新的時(shí)代會(huì)提出新的要求，本文的目的是設(shè)計(jì)一個(gè)車載土壤含水量檢測系統(tǒng)。目前國內(nèi)外土壤含

2、水量測量常用方法有以下幾種:外觀觸摸法、烘干法、張力計(jì)法、電阻法、中子法、遙感法、時(shí)域反射法、頻域反射法、駐波率法、電容傳感器法等。其中許多方法顯而易見不適合車載，只能于實(shí)驗(yàn)室使用;有的性能不錯(cuò)，但是成本太高;有的受力則容易損壞。在對土壤含水量檢測機(jī)理進(jìn)行探究之后，對比分析了國內(nèi)外常用的土壤含水量檢測方法，結(jié)合實(shí)際情況，最后選用介電特性法中的電容傳感器法為基礎(chǔ)來設(shè)計(jì)車載土壤含水量檢測系統(tǒng)。電容傳感器法的優(yōu)點(diǎn)是顯而易見的，如容易構(gòu)建、適合

3、車載、安裝簡單、操作方便等。
　　本文在電容法的基礎(chǔ)上，提出了三種檢測方法:附加電阻法;交直流交替法;雙頻率交替法。并對這三種方法進(jìn)行了理論分析和數(shù)學(xué)推導(dǎo)，在比較分析后，采用雙頻率交替法來測量土壤含水量。首先測量計(jì)算出土壤電容傳感器的等效電容值，然后依據(jù)等效電容值與土壤含水量之間的擬合關(guān)系曲線，來獲得土壤含水量的值?；谏鲜鲈恚髡唛_發(fā)了一套車載土壤含水量檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)車載的土壤含水量測量，操作方便，響應(yīng)速度快，測試數(shù)據(jù)