基于RC网络相频特性的土壤含水率传感器设计

被引：11

作者：

蔡坤 ^{[1
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岳学军 ^{[1
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洪添胜 ^{[1
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徐兴 ^{[1
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黄双萍 ^{[1
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机构：

[1] 华南农业大学南方农业机械与装备关键技术教育部重点试验室

[2] 国家柑橘产业技术体系机械研究室

[3] 华南农业大学工程学院

[4] 南昆士兰大学工程与测绘学院

来源：

农业工程学报 | 2013年 / 29卷 / 07期

基金：

广东省自然科学基金;

关键词：

传感器; 设计; 土壤含水率; RC网络; 相频特性;

D O I：

暂无

中图分类号：

S152.7 [土壤水分]; S237 [农用仪器、仪表及设备];

学科分类号：

0903 ; 090301 ; 082801 ;

摘要：

土壤中的水分影响土壤养分的溶解、转移和微生物的活动,是作物赖以生存的基本要素。土壤含水率的快速准确监测对于农业生产具有重要意义。该文设计了一种基于RC网络相频特性的土壤含水率传感器。不同含水率的土壤的介电常数的变化会导致RC电路网络的相频特性的变化。传感器通过感知这种变化进而确定土壤含水率。此外,针对RC网络电路元件参数和工作频率选择的问题,该文采用最优化方法求解从而使传感器在量程范围内具有最佳的灵敏度。其中最优的工作频率为f*=1.9412×108Hz,最优的串联电阻R*=13.1Ω。试验表明,该传感器对砖红壤土含水率的预测模型的决定系数R2为0.9889,实际预测误差≤4.58%。

引用

页码：36 / 43

页数：8

共 34 条

[1]

Field measurement of soil moisture using neutron probe. Chanasyk D S,Naeth M A. Canadian Journal of Soil Science . 1996

[2] 滴灌均匀系数和施氮量对白菜生长及产量和品质的影响 [J].

李久生 ;

尹剑锋 ;

张航 ;

栗岩峰 .

农业工程学报, 2011, 27 (01) :36-43

[3] 基于真有效值检测的高频电容式土壤水分传感器 [J].

李加念 ;

洪添胜 ;

冯瑞珏 ;

岳学军 ;

罗瑜清 .

农业工程学报, 2011, 27 (08) :216-221

[4] 华北平原春玉米生长和产量对滴灌均匀系数及灌水量的响应 [J].

张航 ;

李久生 .

农业工程学报, 2011, 27 (11) :176-182

[5] 不同土壤水分下限对大棚滴灌甜瓜产量和品质的影响 [J].

李毅杰 ;

原保忠 ;

别之龙 ;

康跃虎 .

农业工程学报, 2012, 28 (06) :132-138

[6] 不同灌水下限对设施滴灌无土栽培红掌水分利用和生长的影响 [J].

马福生 ;

刘洪禄 ;

吴文勇 ;

杨胜利 .

农业工程学报, 2012, 28 (08) :65-70

[7]

Soil moisture content estimation using ground-penetrating radar reflection data. Lunt I A,Hubbard S S,Rubin Y. Journal of Hydronautics . 2005

[8]

Soil water retention curve determined by gamma-ray beam attenuation. Pires,L.F,Bacchi,O.O.S,Reichardt,K. Soil and Tillage Research . 2005

[9]

Remote, non-contact, andin-situ measurement of soil moisture content: a review. Stafford,JV. Journal of Agricultural Engineering Research . 1988

[10]

Ground-basedinvestigation of soil moisture variability within remote sensing footprints during the Southern Great Plains1997(SGP97)hydrology experi ment. Famiglietti J S,Devereaux J A,Laymon C A,et al. Water Resources Research . 1999

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