【技术实现步骤摘要】
一种双频激励的土壤水分检测仪及其测试方法
本专利技术涉及土壤水分检测领域,尤其涉及一种双频激励的土壤水分检测仪及其测试方法。
技术介绍
目前土壤水分检测方法有十多种,市场上也出现了多种类型的土壤水分传感器。其中,基于介电法原理的传感技术,有时域反射法(TDR)、时域传输法(TDT)、驻波比法(SWR)、电容法。电容法具有技术简单、成本低等优点,为目前应用最为广泛的技术。电容法从电容检测技术角度来看,大多采用谐振法即频域反射法(FDR)和矢量电压技术分解土壤介电常数法。市售产品有英国的SM300传感器、美国的GS3、10HS、EC-5、HydraProbeII传感器,英国的ML2x、PR2传感器等。尽管电容式传感器已有商品化产品,但也存在一些不足——精度不高,易受土壤电导率影响。对ECH2OEC-5、SM200、ThetaProbeML2x研究表明传感器标定模型参数都与土壤质地、电导率有关。目前,一种提高传感器抗电导率性能方法是同时测量土壤电导率,根据实验建立的电导率补偿模型来实现。如专利CN109444227A具有电导率补偿特性的低频电容土壤水分检测方法和专利CN202421116U一种无土栽培基质含水量、电导率检测传感器,本质是直流或低频测土壤电导率,高频测土壤水分。另一种是提高激信号励频率。研究表明信号频率必须大于500MHz才能获得不受电导率影响的土壤水分信号。现有电容检测技术的频率可达100MHz,想要进一步提高频率并保证较高的信噪比,技术难度大,成本昂贵。另一方面,从导电物质介质极化过程原理出发,在 ...
【技术保护点】
1.一种双频激励的土壤水分检测仪,其特征在于:包括壳体(1)、触摸屏(2)、电池(3)、电源开关(4)、探头(5)和电路板单元(6),所述壳体(1)上顶部安装有触摸屏(2)和电源开关(4),所述壳体(1)内部安装有电路板单元(6)和电池(3),所述壳体(1)下部安装有探头(5),所述探头(5)内设置有正极板(7)和负极板(8),所述正极板(7)和负极板(8)和电路板单元(6)电连接,所述触摸屏(2)、电池(3)和电源开关(4)也和电路板单元(6)电连接,所述电路板单元(6)包括稳压源单元(11)、单片机(12)、方波信号源单元(13)、选频模拟开关(14)、精密电阻R(15)、波峰检测单元(16)和温度传感器(17)。/n
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
1.一种双频激励的土壤水分检测仪,其特征在于:包括壳体(1)、触摸屏(2)、电池(3)、电源开关(4)、探头(5)和电路板单元(6),所述壳体(1)上顶部安装有触摸屏(2)和电源开关(4),所述壳体(1)内部安装有电路板单元(6)和电池(3),所述壳体(1)下部安装有探头(5),所述探头(5)内设置有正极板(7)和负极板(8),所述正极板(7)和负极板(8)和电路板单元(6)电连接,所述触摸屏(2)、电池(3)和电源开关(4)也和电路板单元(6)电连接,所述电路板单元(6)包括稳压源单元(11)、单片机(12)、方波信号源单元(13)、选频模拟开关(14)、精密电阻R(15)、波峰检测单元(16)和温度传感器(17)。
2.根据权利要求1所述一种双频激励的土壤水分检测仪,其特征在于:所述探头(5)和电路板单元(6)为一体结构,由印刷电路板组成,所述探头(5)的印刷电路板采用3层板结构,中间层设有探头正极板(7)、负极板(8)。
3.根据权利要求1所述一种双频激励的土壤水分检测仪,其特征在于:稳压源单元(11)将电池(3)的电源转化为单片机(12)和方波信号源单元(13)的工作电压,为单片机(12)和方波信号源单元(13)提供稳定的电源,所述稳压源单元(11)采用型号为AMS1117-3.3V芯片。
4.根据权利要求1所述一种双频激励的土壤水分检测仪,其特征在于:所述单片机(12)为自带上电复位、晶振和AD模块的单片机,所述单片机(12)采用型号为STC15W408AD芯片。
5.根据权利要求1所述一种双频激励的土壤水分检测仪,其特征在于:所述选频模拟开关(14)接受单片机(12)的控制信号,进而控制方波信号源单元(13)产出不同频率的方波信号,所述方波信号源单元(13)可以产生两种频率的方波信号。
6.根据权利要求1所述一种双频激励的土壤水分检测仪,其特征在于:所述精密电阻R(15)一端与方波信号源单元(13)的输出端电连接,另一端与探头(5)的正极板(7)电连接。
7.根据权利要求1所述一种双频激励的土壤水分检测仪,其特征在于:所述探头(5)的负极板(8)电连接电源负极。
8.根据权利要求1所述一种双频激励的土壤水分检测仪,其特征在于:所述波峰检测单元(16)包括检波二极管D、电容和电阻,所述电容和电阻并联,并联后的一端与电源负极电连接,另一端与所述检波二极管D阴极电连接,所述检波二极管D阳极与所述正极板(7)电连接,所述检波二极管D采用型号为BAT15-03W二极管。
技术研发人员:盛庆元,沃金平,蔡晓霞,余铖韬,马方毅,
申请(专利权)人:绍兴职业技术学院,
类型:发明
国别省市:浙江;33
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