一种土壤参数自动监测与评价设备及方法技术

本发明专利技术提供一种土壤参数自动监测与评价设备及方法，其中，设备包括：利用核磁共振原理对被测原始土壤产生核磁共振信号的测量装置；与所述测量装置电连接，根据所述核磁共振信号对所述被测原始土壤进行即时分析，获取土壤参数的主控装置。本发明专利技术的方案适用于研究土壤的含水量、孔隙率、田间持水量、凋萎系数以及土壤水势与土壤墒情的关系等。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供，其中，设备包括：利用核磁共振原理对被测原始土壤产生核磁共振信号的测量装置；与所述测量装置电连接，根据所述核磁共振信号对所述被测原始土壤进行即时分析，获取土壤参数的主控装置。本专利技术的方案适用于研究土壤的含水量、孔隙率、田间持水量、凋萎系数以及土壤水势与土壤墒情的关系等。【专利说明】
本专利技术涉及水资源学、农学以及生态学实验研究
，尤其涉及。
技术介绍
在监测土壤不同时期的含水率、孔隙率、田间持水量和凋萎系数，以及评价土壤墒情等方面亟需开展相关的研究工作，这也是水资源学、农学、生态学等相关领域的研究热点。在目前的研究工作中，关于土壤参数的测定主要是以传统的室内取样测定方法为主，具体就是:取若干被测土体土样，经过烘干、压缩、注水，仪器称量、观测，再进行相应的计算最后得到土壤参数值。但是由于室内土壤与野外土壤所处的自然环境包括温度、湿度和风速等因素差距比较大，且室内传统测量速度较慢，取土样过程中难免会破坏土壤结构，难以获得精确数据。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供，测量速度较快且能获得较为精确的土壤参数。为解决上述技术问题，本专利技术的实施例提供一种土壤参数自动监测与评价设备，包括:利用核磁共振原理对被测原始土壤产生核磁共振信号的测量装置；与所述测量装置电连接，根据所述核磁共振信号对所述被测原始土壤进行即时分析，获取土壤参数的主控装置。其中，所述测量装置包括:两个盒体，分开设置且等大；绕有线圈的磁铁，分别装设在所述两个盒体内；射频发射器，装设在其中一个盒体内；射频接收器，装设在另一个盒体内。其中，在所述每个盒体的顶端可拆卸地固定有平衡板；和/或在盒体上设有调节所述射频发射器与所述射频接收器的位置的调节螺母。其中，所述主控装置包括:与所述射频发射器电连接，调节所述射频发射器发射电磁波频率的大小的射频开关;与所述射频接收器电连接，将所述射频接收器输出的电磁波信号进行转换的转换器；与所述转换器电连接，对转换后的电磁波信号进行分析，并输出所测原始土壤剖面的微观结构图的分析仪；与所述分析仪电连接，显示所述分析仪的输出信号的显示器；与所述显示器电连接，对所述输出信号进行处理，获得土壤参数的单片机。其中，所述测量装置还包括:与所述射频接收器电连接，对经过土壤的电磁波信号进行放大，并输出放大信号至所述射频接收器的放大器。其中，所述主控装置的电源为蓄电池或锂电池。其中，所述主控装置还包括:与所述电源连接的变压器系统。其中，上述设备还包括:一箱体，所述主控装置设置于所述箱体内。其中，所述箱体上还设有提手。其中，所述箱体上还设置有USB数据芯片接口。本专利技术的实施例还提供一种土壤参数自动监测与评价方法，包括:获取利用核磁共振原理对被测原始土壤进行测量产生的核磁共振信号；根据所述核磁共振信号对所述野外的被测原始土壤进行即时分析，获取所需的土壤参数。其中，利用核磁共振原理对被测原始土壤进行测量的步骤包括:在经过所述被测土壤的磁场中，通过射频发射器发出电磁波信号；对经过所述被测土壤的电磁波信号进行放大，产生放大后的电磁波信号，并输出。其中，根据所述核磁共振信号对所述野外的被测原始土壤进行即时分析，获取所需的土壤参数的步骤包括:将接收到的电磁波进行信号转换；对经所述转换后的信号进行分析；对经分析后的信号，利用核磁共振原理显示所测原始土壤剖面的微观结构图；对所述原始土壤剖面的微观结构图进行灰度处理并计算各灰度值百分比，获得各灰度值代表的土壤参数。本专利技术的上述技术方案的有益效果如下:上述方案中，能够对野外的原始土壤进行直接测量与即时分析，不会对土壤的原始结构进行破坏，不仅测量速度较快，而且能获得较为精确的土壤参数。【专利附图】【附图说明】图1为本专利技术的【具体实施方式】土壤参数自动监测与评价设备结构的方框示意图；图2为本专利技术【具体实施方式】土壤参数自动监测与评价设备立体结构示意图；图3为本专利技术【具体实施方式】土壤参数自动监测与评价方法的流程示意图。【具体实施方式】为使本专利技术要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。如图1所示，本专利技术【具体实施方式】一种土壤参数自动监测与评价设备1，包括:利用核磁共振原理对被测原始土壤产生核磁共振信号的测量装置2 ;与所述测量装置电连接，根据所述核磁共振信号对所述被测原始土壤进行即时分析，获取土壤参数的主控装置3。所述的土壤参数测量设备，能够对野外的原始土壤进行直接测量与即时分析，不会对土壤的原始结构进行破坏，不仅测量速度较快，而且能获得较为精确的土壤参数。参看图2所示，在前述【具体实施方式】中，优选地，所述测量装置2包括:两个盒体21a、21b，分开设置且等大；绕有线圈的磁铁22a、22b，分别装设在所述两个盒体21a、21b内；射频发射器23a，装设在其中一个盒体21a内；射频接收器23b，装设在另一个盒体21b内。盒体21a、21b可采用招合金制成。优选采用非金属材质,如采用塑料制成,能够避免影响核磁共振信号的读取与接收。在盒体21a、21b上设有调节螺母(未图示)，可调节射频发射器23a与射频接收器23b的位置，达到不同深度土壤的测定。绕有线圈的磁铁22a、22b、射频发射器23a和射频接收器23b分别由两个分开且等大的盒体盛装，一方面起到保护的作用，另一方面可以保证发射与接收的高度位于同一水平线上。在一个实施例中，N极磁铁22a与射频发射器23a共同装设在其中一个盒体21a内，S极磁铁22b与射频接收器23b共同装设在另一个盒体21b内。该测量装置利用核磁共振原理，可以对任意不含金属片的土壤4进行扫描测量，从而便于迅速获取土壤剖面的微观结构图像。参看图2所示，在前述【具体实施方式】中，优选地，在所述盒体21a、21b的顶端可拆卸地固定有平衡板24a、24b。平衡板24a、24b与盒体2la、2Ib之间可用固定钉连接，平衡板24a,24b紧贴地面放置，这样便于控制两盒体21a、21b水平放置，保证射频发射器23a与射频接收器23b相对应。平衡板与盒体易组装，可拆卸，方便携带。所述测量装置2还包括:与所述射频接收器23b连接，对经过土壤的电磁波信号进行放大，并输出放大信号至所述射频接收器23b的放大器(图中未示出)，其中，该放大器可以是射频接收器23b的内置放大器，也可以是独立放大器。在前述【具体实施方式】中，进一步地，所述主控装置3包括:射频开关31，与所述射频发射器23a电连接，用于调节射频发射器23a发射电磁波频率的大小；转换器32，与所述射频接收器23b电连接，用于将接收到的电磁波进行信号转换；分析仪33，用于对经所述转换器32转换后的电磁波信号进行分析，输出所测原始土壤剖面的微观结构图；显示器34，与所述分析仪33电连接，用于对经所述分析仪33分析后的信号，利用核磁共振原理显示所测原始土壤剖面的微观结构图；单片机35，与所述显示器34电连接，用于利用已经设定好的程序对所述被测原始土壤剖面的微观结构图进行灰度处理并计算各灰度值百分比，即可获得各灰度值代表的土壤参数，如土壤孔隙率及实际含水率的百分比，并进行旱情的评价，同时将结果显示在显示器34上。其中，射频(RF)开关31可以人为调节发射的电磁波强度，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种土壤参数自动监测与评价设备，其特征在于，包括：利用核磁共振原理对被测原始土壤产生核磁共振信号的测量装置；与所述测量装置电连接，根据所述核磁共振信号对所述被测原始土壤进行即时分析，获取土壤参数的主控装置。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：严登华，翁白莎，韩冬梅，赵静，吴迪，陈娟，刘少华，
申请(专利权)人：中国水利水电科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11