【技术实现步骤摘要】
一种步进式时域反射土壤有效态养分原位速测系统及方法
[0001]本专利技术属于土壤检测
，尤其涉及一种步进式时域反射土壤有效态养分原位速测系统及方法。
技术介绍
[0002]土壤养分状况的准确判断，是土地管理者进行作物施肥管理、土壤改良等操作的基础。目前土壤养分的检测方法，主要有三种：一，田间土样采集，风干处理后，进行实验室检测，结果只能代表土壤在取样时的养分含量，且因为采样、提取、分析测量的过程较长，无法及时获得土壤中养分含量的即时变化，导致数据应用的有效性严重滞后，最后不得不应用经验数据完成主要生产管理过程，养分测试数据只作为参考数据或统一判断标准。二，遥感监测，从土壤光谱和作物冠层光谱中提取与土壤养分高度相关的光谱特征指标，来进行土壤养分的反演，建立反演模型进行分析推算。其优点是可以实时、快速获取。其缺点是：首先，土壤环境复杂，相同的输入、相同的反演模型，也可能得到不同的结果；其次，很难找到一种适用于不同地区的、不同土壤类型、不同土壤质地、不同耕作措施等通用的土壤养分监测反演模式；再则，结果准确性受限，水分的反射...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种步进式时域反射土壤有效态养分原位速测系统，其特征在于：所述系统包括相互连接的原位多层探针装置、信息采集控制箱、客户端，所述原位多层探针装置与信息采集控制箱相连，所述信息采集控制箱包括相互连接的信号收发处理模块、数据采集控制模块、4G/5G传输模块、供电模块，所述信息采集控制箱通过互联网与客户端操作系统相连；所述原位多层探针装置包括相互套接的外套管、内套管，所述外套管底部为锥体结构，所述外套管的一侧壁上自上而下均匀等距开设有测量孔，所述内套管自上而下均匀等距开设有横向的安装槽，安装槽开口位置与测量孔位置相匹配，所述安装槽内设有时域反射仪与温度检测一体探头，所述时域反射仪与温度检测一体探头与磁力弹簧的一端相连，磁力弹簧的另一端与安装槽的内侧壁相连，所述磁力弹簧与电源相连，所述时域反射仪与温度检测一体探头与信息采集控制箱相连。2.根据权利要求1所述的一种步进式时域反射土壤有效态养分原位速测系统，其特征在于：所述时域反射仪与温度检测一体探头包括TDR传感器探针和贴片式土壤温度传感器，TDR传感器探针和贴片式土壤温度传感器通过环氧树脂浇注为一体式结构。3.根据权利要求1所述的一种步进式时域反射土壤有效态养分原位速测系统，其特征在于：所述外套管的测试孔外部覆盖有橡胶垫。4.根据权利要求1所述的一种步进式时域反射土壤有效态养分原位速测系统，其特征在于：所述时域反射仪在1M
‑
1GHz的频率范围内具有1024组步进频率信号。5.根据权利要求1所述的一种步进式时域反射土壤有效态养分原位速测装置的速测方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤S01：将原位多层探针装置置于土壤内，磁力弹簧通电，时域反射仪与温度检测一体探头向土壤伸出；步骤S02：信息采集控制箱的数据采集控制模块接收客户端操作系统的指令，数据采集控制模块将命令同时下发给信号收发处理模块及温度传感器，信号收发处理模块依次步进产生1024组点频连续波信号，步进频率信号通过原位多层探针装置发射至土壤中，遇到不同状态的土壤便产生信号反射，再通过定向耦合使测试信号与反射响应信号分离，形成反射接收信号；当一次1024点频率扫描结束后，所得系列入射代表信号接收数据、反射接收信号接收数据及温度传感器采集的电压信号，通过数据采集控制模块、传输模块，传输到智能客户端操作系统；步骤S03：操作系统将TDR发射频率从高到低的1024组步进频率表示为f
H
、f
L
，则高低频率差为频率带宽,根据不同带宽得到不同带宽的中心频率f
C
，则频率带宽B的中心频率f
C〡B〡
表示为：通过傅里叶逆变换将频域信号转换成不同带宽的中心时域；步骤S04：测量土壤体积含水量；步骤S05：测量土壤电导率；步骤S06：通过主成分分析与神经网络模型建模，对有效态养分数据进行测量。6.根据权利要求5所述的一种步进式时域反射土壤有效态养分原位速测装置的速测方
法，其特征在于：所述步骤S02中，信号收发处理模块依次步进产生1024组点频连续波信号中扫频范围在1M...
【专利技术属性】
技术研发人员：张兴国，陈子学，王锐竹，徐志强，王永欢，戴继光，李慧昱，邢硕，明亮，
申请(专利权)人：沈阳一凡农业科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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