本实用新型专利技术涉及一种土壤墒情测定仪，包括主机、探针、WIFI模块和手持终端模块，主机包括中央处理器、信号收发系统、数字信号中央处理器和连接器，本实用新型专利技术采用多频点可调的信号源和矢量接收技术相结合，通过测量电磁波传输特性，将采集信息利用数学运算转换到距离域，再通过数据分析、反演得到平行传输线周围土壤介电常数及其水分含量。本实用新型专利技术进行多种非特殊类型土壤的墒情测定不需要提前标定，速度快、精度高、实用性强、重复性高，不会对被测土壤产生任何影响。手持终端模块可大量存储数据及图像，支持数据回放、比较功能，支持WIFI、GPRS和GPS或北斗系统功能，实现测量数据的现场实时显示、存储、远程共享、再处理以及精确定位。
【技术实现步骤摘要】
本技术属于±壤墙情监测领域，设及一种±壤墙情测定仪，尤其适用于测量 大面积±壤墙情并进行实时监测。
技术介绍
±壤墙情的测定方法有很多，目前市场现有技术有烘干法、中子衰减法、张力计 法、近红外线法、频域反射、驻波比法和时域反射法。烘干法是测量±壤含水率的经典方法， 但是烘干法无法实现在线监测。必须取回实验室烘干，称重。且测量周期长。中子衰减法 采用中子衰减，如果屏蔽不好，容易造成射线泄漏，污染环境，危害人体健康。张力计式±壤 水分传感器测量范围受±质影响。该方法测量的是±壤水的吸力，需要依据±壤水分特征 曲线来换算成±壤含水率。但由于±壤水分能量关系复杂，呈非线性。所W容易受到±壤 理化特性的影响。该方法存在滞后和回环，影响其测量速度。近红外线法是利用±壤中水 谐振吸收特性来测量±壤含水率的一种方法，受±质的影响较大，且价格昂贵。频域反射法 (抑）是通过测定传感器的阻抗来确定±壤体积含水率。该方法比驻波比法测量更加精确， 比TDR方法精度低。理想测试频率在20-30MHZ，在该个频段受±质的影响较大，而且需要提 前标定。驻波比法（SWR)利用介电常数能够改变传输线上驻波比的明显变化。根据电压比 来测量，影响驻波比法的关键因素之一就是探针的特性阻抗的计算，其精度低，受±壤类型 影响较大，需要提前标定。时域反射法（TDR)是介电测量中的高速测量技术，TDR方法是当 今世界上最受认可的±壤墙情快速测量技术之一，与其他方法相比，TDR技术相对精准，由 于TDR技术使用双切线法计算行程时间，所W仍存在重复性和精度较差的问题。而且存在 技术垄断，目前仅有少数国家掌握了设计制造103±壤水分和电导率测试仪的所需的高速 采样示波器、窄上升沿阶跃信号发生器、高频高精度时间基准等技术，价格昂贵。
技术实现思路
本技术所要解决的问题在于，克服现有技术的不足，提供一种±壤墙情测定 仪，是一种能够快速、精准测量大面积±壤墙情并进行实时监测的便携式仪器，采用宽带信 号发射技术和矢量接收技术相结合，解决了频率范围小、频率低、测量速度慢、测量前标定、 受±质^及上壤类型等外界环境影响较大、实用性和重复性W及通用性不强等问题。与时 域反射法（TDR)等产品相比，不仅精度更高，而且测量范围更广。采用针式传感器避免了对 ±壤环境的破坏，且方便测量。 本技术解决其技术问题是采取W下技术方案实现的： 依据本技术提供的一种±壤墙情测定仪，包括主机、探针、WIFI模块和手持 终端模块，所述的主机包括中央处理器、信号收发系统、数字信号处理器和连接器，中央处 理器通过数据线分别与信号收发系统、数字信号处理器、连接器相连接；信号收发系统通过 数据线分别与数字信号处理器、中央处理器、连接器相连接；数字信号处理器通过数据线分 别与信号收发系统、中央处理器、连接器相连接；连接器通过数据线分别与中央处理器、信 号收发系统、数字信号处理器、探针、WIFI模块相连接；探针的一端通过数据线与连接器相 连接，另一端通过数据线插入±壤中进行测量;WIFI模块的一端通过数据线与连接器相连 接，另一端通过无线局域网与手持终端模块相连接。 本技术解决其技术问题是采取W下技术方案进一步实现： 前述的探针采用针式平行探针。[000引本技术与现有技术相比具有显著的优点和有益效果： 由于本技术采用探针完成测试激励信号和反射信号的传输，主机完成激励信 号的发生和反射信号的采集，且内部包含智能控制分析软件和专家库系统，具有测试数据 处理、频时域图形处理、二维图像合成W及数据存储等功能，并可通过智能无线发射接口， 将原始测试数据传送到手持终端模块或PC机。手持终端模块或PC机完成数据再处理、显 示W及友好的界面显示。 本技术克服了低频和单一频率源的限制，采用宽带信号发射技术，设计了多 频点可调发射信号源。采用矢量接收技术，直接用低速A/D对回波信号进行采样，简化电路 设计。可W通过控制接收机的中频带宽（IFBandwidth)能有效地抑制接收信号中的噪声， 进而提高接收机的灵敏度。应用连续波在频域进行测试，通过数学运算转换到距离域，通过 数据分析、反演得到平行传输线周围±壤介电常数及其水分含量，并可进一步拓展采用宽 带成像技术，得到不同±壤分层水分含量的二维图像。进行多种非特殊类型±壤的墙情测 定不需要提前标定，速度快、精度高、实用性强、重复性高，不会对被测±壤产生任何影响。 手持终端模块拥有大容量，可大量存储数据及图像，支持数据回放、比较功能，支持WIFI、 GPRS和GI^S或北斗系统功能，实现测量数据的现场实时显示、存储、远程共享、再处理W及 精确定位。 本技术实现了不受±壤类型、±质影响，不需要提前标定的±壤墙情测定。实 现了真正意义上的快速±壤墙情的测量。不会对被测量的±壤产生任何影响。便携式的± 壤墙情测定仪具有测试速度快、远程显示和人机界面交互友好、数据多重灵活共享等性能 特点，同时具有体积小、重量轻、采用电池供电和环境适应性强等功能特点。可进行实时传 输数据，方便测量人员进行野外作业。 本技术的【具体实施方式】由W下实施例及其附图详细给出。【附图说明】 图1为本技术的外部结构示意图； 图2为本技术的结构框图； 图3为本技术的工作流程框图； 图4为本技术的测量壤±类介电常数与体积含水率关系曲线图。 其中；1.主机，2.连接器，3.WIFI模块，4.探针，5.手持终端模块，6.中央处理器， 7.信号收发系统，8.数字信号处理器，9. ±壤。【具体实施方式】 W下结合附图及较佳实施例，对依据本技术提供的【具体实施方式】、结构、特征 及其功效，详细说明如后。 如图1~4所示的一种±壤墙情测定仪，包括主机1、探针4、WIFI模块3和手持 终端模块5,所述的主机包括中央处理器6、信号收发系统7、数字信号处理器8和连接器2， 中央处理器通过数据线分别与信号收发系统、数字信号处理器、连接器相连接；信号收发系 统通过数据线分别与数字信号处理器、中央处理器、连接器相连接；数字信号处理器通过数 据线分别与信号收发系统、中央处理器、连接器相连接；连接器通过数据线分别与中央处理 器、信号收发系统、数字信号处理器、探针、WIFI模块相连接；探针的一端通过数据线与连 接器相连接，另一端通过数据线插入±壤9中进行测量;WIFI模块的一端通过数据线与连 接器相连接，另一端通过无线局域网与手持终端模块相连接。 中央处理器运行操作系统，作为核屯、部分控制着整个设备的模块，实现可控信号 的收发，数字信号的转换W及通讯功能。 信号收发系统采用宽带信号发射技术，可发送多个频点信号；采用矢量接收技术， 接收信号通过混频和低通滤波后下变频到复基带信号，复基带信号经过AD采样后得到一 个复数数组；数组中的每一个元素对应着每一个发射频点复基带频域采样信号，该样复数 数组可进一步表示为频率域数组，可W通过控制接收机的中频带宽（IFBandwi化h)能有效 地抑制接收信号中的噪声，进而提高接收机的灵敏度。 数字信号处理器采当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种土壤墒情测定仪，包括主机、探针、WIFI模块和手持终端模块，其特征在于：所述的主机包括中央处理器、信号收发系统、数字信号处理器和连接器，中央处理器通过数据线分别与信号收发系统、数字信号处理器、连接器相连接；信号收发系统通过数据线分别与数字信号处理器、中央处理器、连接器相连接；数字信号处理器通过数据线分别与信号收发系统、中央处理器、连接器相连接；连接器通过数据线分别与中央处理器、信号收发系统、数字信号处理器、探针、WIFI模块相连接；探针的一端通过数据线与连接器相连接，另一端通过数据线插入土壤中进行测量；WIFI模块的一端通过数据线与连接器相连接，另一端通过无线局域网与手持终端模块相连接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：尤永清，陆明，朱晓东，傅增水，刘惠斌，卢玉，梁胜利，
申请(专利权)人：天津特利普尔科技有限公司，
类型：新型
国别省市：天津;12
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