【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及农业信息检测技术研究领域，特别涉及一种基于RC网络频率特性的土壤含水量测量装置和方法。
技术介绍
土壤含水量是影响农作物生长的重要因素之一。土壤含水量的监测是实施节水灌溉的基础环节。通过实时测量土壤水分可以及时地了解土壤墒情，对作物需水规律的研究也具有重要的现实意义。目前，土壤水分的测定方法有烘干法、射线法、介电特性法、核磁共振法、分离示踪剂法和遥感法等。其中，介电特性法是利用土壤中所含水分与土壤的介电特性关系间接地测量土壤含水量，能实现土壤水分的快速无损测量。介电特性法又可分为基于电阻原理、基于电容原理、基于时域反射原理、基于频率反射原理和基于驻波原理的测量方法。但每种实现方法有其优势与不足。综合考虑技术难度、成本、精度和实时性等因素，当前土壤含水量测量方法中，以基于电容原理的介电方法较为普遍，并在此方法的基础上研制了许多土壤含水量传感器。现有基于电容原理的介电法土壤含水量传感器常采用鉴相法检测高频信号的延迟时间，进而确定传感器电极之间土壤的电容。换言之，现有方法仅仅利用了电路的相频特性感知土壤含水量，而忽视了电路的幅频特性的作用。因此，现有基于...
【技术保护点】
一种基于RC网络频率特性的土壤含水量测量装置，其特征在于，包括电极、RC网络、高频信号源、幅相检测模块和数据处理装置，其中用于检测土壤含水量的电极作为电容器接入RC网络，高频信号源将高频信号发送到RC网络和幅相检测模块，幅相检测模块与RC网络相连，用于根据高频信号和RC网络的输出值测量得到RC网络的幅频特性电压和相频特性电压，幅相检测模块与数据处理装置相连，用于上传测到的幅频特性电压和相频特性电压；数据处理装置根据测量前后幅频特性电压变化量、相频特性电压变化量与土壤含水量关系得到含水量。
【技术特征摘要】
1.一种基于RC网络频率特性的土壤含水量测量装置，其特征在于，包括电极、RC网络、高频信号源、幅相检测模块和数据处理装置，其中用于检测土壤含水量的电极作为电容器接入RC网络，高频信号源将高频信号发送到RC网络和幅相检测模块，幅相检测模块与RC网络相连，用于根据高频信号和RC网络的输出值测量得到RC网络的幅频特性电压和相频特性电压，幅相检测模块与数据处理装置相连，用于上传测到的幅频特性电压和相频特性电压；数据处理装置根据测量前后幅频特性电压变化量、相频特性电压变化量与土壤含水量关系得到含水量。2.根据权利要求1所述的基于RC网络频率特性的土壤含水量测量装置，其特征在于，所述RC网络为一阶无源RC网络电路，包括一个电容和一个电阻，电容和电极并联，二者并联后与电阻串联，电阻与电容相连的一端为RC网络的输出端，电阻另一端为RC网络的输入端。3.根据权利要求2所述的基于RC网络频率特性的土壤含水量测量装置，其特征在于，所述装置还包括显示器，显示器与数据处理装置相连。4.一种基于RC网络频率特性的土壤含水量测量方法，其特征在于，用于检测土壤含水量的电极作为电容器接入RC网络中，高频信号注入RC网络输入端，首先进行初始建模，检测电极未插入土壤样本时RC网络的幅频特性电压和相频特性电压，检测电极插入若干个标准含水量的土壤样本时分别得到的RC网络的幅频特性电压和相频特性电压，得到测量前后输出的幅频电压变化量、相频电压变化量，建立幅频电压变化量、相频电压变化量与土壤含水量关系的回归方程；然后实际测量时，根据电极未插入和插入待测土壤中时幅频电压变化量和相频电压变化量，根据上述回归方程，即得到土壤含水量。5.根据权利要求4所述的基于RC网络频率特性的土壤含水量测量方法，其特征在于，包括以...
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡坤，洪添胜，岳学军，徐兴，黄双萍，刘永鑫，王叶夫，杨洲，苏建，朱余清，宋淑然，
申请(专利权)人：华南农业大学，
类型：发明
国别省市：
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