一种混沌时域反射土壤含水量测量装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种土壤含水率的测量系统，特别是涉及一种基于混沌时域反射法的土壤水分测量装置和测量方法。解决了传统TDR技术利用阶跃脉冲作为测试信号存在的反射点难以确定，系统复杂、成本高的不足。一种利用混沌信号作为测试信号的土壤含水量测量装置，包括混沌信号源，信号分配器，T型同轴连接器，同轴传输线，测量探针，双通道数据采集卡，微控制单元，电源单元，数据显示单元。和脉冲TDR相比，不需要复杂且价格高昂窄上升沿阶跃信号发生器和高精度时间基准，取而代之的是结构简单、价格便宜、性能稳定的混沌信号源。采用相关运算解调宽带混沌信号在探头中的传播时间，反射峰值尖锐陡峭，极易确定反射点的位置，提高测量精度。

【技术实现步骤摘要】
一种混沌时域反射土壤含水量测量装置及方法
本专利技术涉及一种土壤含水率的测量系统，特别是涉及一种基于混沌时域反射法的土壤水分测量装置及方法。
技术介绍
在农业生产中，土壤含水量直接影响作物生长、农业气候以及土壤的机械性能，必须定期观测和研究土壤水分含量及其动态变化规律。土壤含水量的准确测定对于作物生长、灌溉措施、有效水资源管理以及化学物质监测等方面有着重要的参考价值。此外，土壤含水量在水利、气象研究等方面也是很重要的参数。在土壤含水量的众多测量方法中，以时域反射测量(TimeDomainReflectometry,TDR)为代表的测量土壤介电常数法由于具有(1)精度高，体积含水量测量误差一般在2％以内；(2)测量结果受土壤类型影响较小，通常不需要对特定土壤进行单独标定；(3)安全无辐射，对土壤破坏性小；(4)探针几何结构对测量结果的影响较小；(5)与数据记录仪配合可进行长期自动监测等特点，成为一种较为理想的现场土壤含水量快速测量技术之一。水的介电常数在土壤介质中处于主导地位(常温下水的介电常数约为78，空气的介电常数为1，土壤颗粒的介电常数一般为3-5)，所以土壤介电常数的大小主要取本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于混沌时域反射的土壤含水量测量装置，包括：混沌信号源(1)，用于产生宽带混沌测试信号；信号分配器(2)，与所述混沌信号源(1)信号输出端相连，将其产生的混沌信号分为两路；T型同轴连接器(3)，与所述信号分配器(2)的一路信号输出端相连，用于将混沌测试信号输入测量探针(5)，并将经测量探针(5)反射的混沌信号被传输到数据采集卡(6)；测量探针(5)，插入待测土壤中，经同轴传输线(4)与所述T型同轴连接器(3)相连，接收来自信号分配器(2)分路的混沌信号作为测试信号；双通道高速数据采集卡(6)，与所述信号分配器(2)的第二路信号输出端相连，接收来自信号分配器(2)分路的混沌参考信号；并与所述...

【技术特征摘要】
1.一种基于混沌时域反射的土壤含水量测量装置，包括：混沌信号源(1)，用于产生宽带混沌测试信号；信号分配器(2)，与所述混沌信号源(1)信号输出端相连，将其产生的混沌信号分为两路；T型同轴连接器(3)，与所述信号分配器(2)的一路信号输出端相连，用于将混沌测试信号输入测量探针(5)，并将经测量探针(5)反射的混沌信号被传输到数据采集卡(6)；测量探针(5)，插入待测土壤中，经同轴传输线(4)与所述T型同轴连接器(3)相连，接收来自信号分配器(2)分路的混沌信号作为测试信号；双通道高速数据采集卡(6)，与所述信号分配器(2)的第二路信号输出端相连，接收来自信号分配器(2)分路的混沌参考信号；并与所述T型同轴连接器(3)相连，接收所述测量探针(5)始末端反射回的两路混沌反射信号；并分别进行AD转换，得到混沌参考信号和叠加的混沌回波信号的数字信号，并将其发送到微控制单元(7)；微控制单元(7)，与所述双通道高速数据采集卡(6)相连，接收采样后的混沌参考信号和混沌反射信号，并在相应软件的支持下进行相关解调运算，求出两路反射混沌信号的传输时间差，由传输时间差得到土壤的介电常数，根据该介电常数得到土壤的单位容积含水率。2.如权利要求1所述的一种基于混沌时域反射的土壤含水量测量装置，其特征在于，还包括数据显示单元(9)；所述数据显示单元(9)用于将微控...

【专利技术属性】
技术研发人员：王冰洁，刘丽，王云才，张青兰，徐航，李静霞，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：山西,14