分层土壤的含水量的测量方法及测量设备技术

本发明专利技术公开了一种分层土壤的含水量的测量方法及测量设备，测量方法包括：S1获得测量参数；S2启动测量设备；S3第二土壤层处于饱和状态时，接收表面土壤层反馈的第一电压信号值V

【技术实现步骤摘要】
分层土壤的含水量的测量方法及测量设备
本专利技术涉及土壤测量
，尤其涉及一种分成土壤的含水量的测量方法。本专利技术还涉及一种测量设备。
技术介绍
本部分提供的仅仅是与本公开相关的背景信息，其并不必然是现有技术。土壤含水量一般是指土壤绝对含水量，即100g烘干土中含有若干克水分，也称土壤含水率，测定土壤含水量可掌握作物对水的需要情况，对农业生产有很重要的指导意义。现有技术中，通常采用烘干称重法测量土壤的含水量，在测量时，工作人员将采集的土壤进行称重，再对采集的土壤进行烘干，在对烘干后的土壤进行称重，通过样本质量的变化计算得出土壤的含水量。但是，在进行多层土壤的含水量的测量时，测量的强度大，测量速度低、测量精度差。
技术实现思路
本专利技术的目的是至少解决多层土壤测量时，测量的强度大，测量速度低、测量精度差的问题。该目的是通过以下技术方案实现的：本专利技术的第一方面提出了一种分层土壤的含水量的测量方法，所述分层土壤的含水量的测量方法包括如下步骤：S1:获得测量参数；S2:启动测量设备；S3:位于表面土壤层下部的第二土壤层处于饱和状态时，接收表面土壤层反馈的第一电压信号值V1；S4:位于表面土壤层下部的第二土壤层处于不饱和状态时，接收表面土壤层反馈的第二电压信号值V2；S5:利用第一电压信号值V1和第二电压信号值V2，计算表面土壤层的平均含水量W1；S6:接收第二土壤层反馈的第三电压信号值V3；S7:利用第三电压信号值V3，计算第二土壤层的含水量W’2；S8:利用表面土壤层的平均含水量W1和第二土壤层的含水量W’2，计算第二土壤层的平均含水量W2；S9:重复步骤S6至S8，直至所有土壤层的平均含水量测量完成。根据本专利技术的分层土壤的含水量的测量方法，利用测量第二土壤层处于饱和状态以及非饱和状态时，表面土壤层的反馈电压信号值的变化，通过函数计算，从而计算出表面土壤层的平均含水量，同时，利用表面土壤层的平均含水量以及其它土壤层的含水量，通过函数计算，从而计算出其它土壤层的平均含水量。该分层土壤的含水量的测量方法，实现了多层土壤的含水量的快速测定，降低了测量的强度，提高了测量的精度。另外，根据本专利技术的分层土壤的含水量的测量方法，还可具有如下附加的技术特征：在本专利技术的一些实施例中，在S1步骤中，具体包括：S11：获得测量设备的发射极与测量设备的接收极之间的测量距离L；S12：获得测量设备的加载电压v；S13：获得测量设备的发射频率F；S14：计算发射极的穿透深度h。在本专利技术的一些实施例中，在S14步骤中，通过如下函数计算发射极的穿透深度h,h＝f1(L，v，F)。在本专利技术的一些实施例中，在S3步骤中，还包括计算表面土壤层的含水量W’1。在本专利技术的一些实施例中，表面土壤层的含水量W’1通过函数V1＝f2(h，V1，W’1)计算。在本专利技术的一些实施例中，在S5步骤中，通过如下函数获得表面土壤层的平均含水量W1，W1＝f3(W’1，V1，V2)。在本专利技术的一些实施例中，在S8步骤中，第二土壤层的平均含水量W2通过如下公式计算得出，其中，h1为表面土壤层的厚度，h2为第二土壤层的厚度。本专利技术的第二方面提出了一种测量设备，用于测量分层土壤的含水量，其用来实施如上所述的分层土壤的含水量的测量方法，所述测量设备包括：控制模块，用于发出控制指令、接收反馈信号以及数据的计算；供电模块，所述供电模块与所述控制模块电连接，用于为所述测量设备供电；执行模块，所述执行模块与所述控制模块电连接，用于执行所述控制模块的控制指令；采集模块，所述采集模块用于采集被测土壤层反馈的信号。根据本专利技术的测量设备，在对多层土壤进行含水量的测量时，将执行模块和采集模块分别与待测土壤的表面接触，控制模块根据设定的测量参数向执行模块发出控制指令，供电模块向执行模块供电，执行模块以测量参数项被测土壤发出脉冲电流，采集模块采集第二土壤层处于饱和状态以及非饱和状态时，表面土壤层的反馈电压信号值的变化且反馈至控制模块，控制模块通过函数计算，从而计算出表面土壤层的平均含水量，控制模块再利用表面土壤层的平均含水量以及其它土壤层的含水量，通过函数计算，从而计算出其它土壤层的平均含水量。该测量设备结构简单，实现了多层土壤的含水量的快速测定，降低了测量的强度，提高了测量的精度。在本专利技术的一些实施例中，所述测量设备还包括：人机交互模块，所述人机交互模块与所述控制模块电连接，用于测量参数的输入；显示模块，所述显示模块与所述控制模块电连接，用于测量信息的显示。在本专利技术的一些实施例中，所述采集模块为接收极，所述接收极抵靠在被测土壤的表面；所述执行模块为发射极，所述发射极抵靠在所述被测土壤的表面且与所述发射极间隔设置，所述发射极的数量与所述被测土壤的层数一致。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：图1示意性地示出了根据本专利技术实施方式的分层土壤的含水量的测量方法的流程图；图2示意性地示出了根据本专利技术实施方式的测量设备的结构框图；图3为图2所示的测量设备对多层土壤进行测量时的结构示意图(仅示出执行模块和采集模块)。附图标记如下：100为测量设备；10为控制模块；20为执行模块；30为采集模块；40为显示模块；50为人机交互模块；60为供电模块；70为无线通信模块。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行，除非明确指出执行顺序。还应当理解，可以使用另外或者替代的步骤。尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分层土壤的含水量的测量方法，其特征在于，所述分层土壤的含水量的测量方法包括如下步骤：/nS1:获得测量参数；/nS2:启动测量设备；/nS3:位于表面土壤层下部的第二土壤层处于饱和状态时，接收表面土壤层反馈的第一电压信号值V

【技术特征摘要】
1.一种分层土壤的含水量的测量方法，其特征在于，所述分层土壤的含水量的测量方法包括如下步骤：
S1:获得测量参数；
S2:启动测量设备；
S3:位于表面土壤层下部的第二土壤层处于饱和状态时，接收表面土壤层反馈的第一电压信号值V1；
S4:位于表面土壤层下部的第二土壤层处于不饱和状态时，接收表面土壤层反馈的第二电压信号值V2；
S5:利用第一电压信号值V1和第二电压信号值V2，计算表面土壤层的平均含水量W1；
S6:接收第二土壤层反馈的第三电压信号值V3；
S7:利用第三电压信号值V3，计算第二土壤层的含水量W'2；
S8:利用表面土壤层的平均含水量W1和第二土壤层的含水量W'2，计算第二土壤层的平均含水量W2；
S9:重复步骤S6至S8，直至所有土壤层的平均含水量测量完成。


2.根据权利要求1所述的分层土壤的含水量的测量方法，其特征在于，在S1步骤中，具体包括：
S11：获得测量设备的发射极与测量设备的接收极之间的测量距离L；
S12：获得测量设备的加载电压v；
S13：获得测量设备的发射频率F；
S14：计算发射极的穿透深度h。


3.根据权利要求2所述的分层土壤的含水量的测量方法，其特征在于，在S14步骤中，通过如下函数计算发射极的穿透深度h,
h＝f1(L，v，F)。


4.根据权利要求3所述的分层土壤的含水量的测量方法，其特征在于，在S3步骤中，还包括计算表面土壤层的含水量W'1。


5.根据权利要求4所述的分层土壤的含水量的测量方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔云峰，李发东，李波，张秋英，
申请(专利权)人：中国科学院地理科学与资源研究所，东方智感浙江科技股份有限公司，中国环境科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11