一种分层土壤水分含量测量装置及其测量方法与流程

本申请涉及土壤水分监测领域，尤其涉及一种分层土壤水分含量测量装置及其测量方法。

背景技术：

1、土壤水分含量是影响农业生产、水利及地灾监测的一个重要参数，土壤水分测量有多种测量方法，应用比较广泛的土壤水分测量有烘干法、针式tdr法、管式fdr法等，其中烘干法操作比较繁琐，一般用于实验室校准，不适于土壤水分实时监测；针式trd传感器安装复杂，需要刨开土壤进行安装；管式fdr成本较高，需要打孔安装，管体与土壤接触不紧密对测量土壤水分影响很大，故打孔后一般还需要灌浆处理。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题之一，本发明提供了一种分层土壤水分含量测量装置及其测量方法。

2、本发明实施例第一方面提供了一种分层土壤水分含量测量装置，所述装置包括：外壳、主控单元、感应线圈、发射接收单元和发射接收天线，所述主控单元、发射接收单元和发射接收天线均置于所述外壳内部；

3、多个所述感应线圈，自上至下设置在所述外壳的外壁上，用于接收发射接收天线发出的射频信号并反馈射频信号，所述多个感应线圈反馈的射频信号的变化与土壤水分含量的变化相关；

4、所述发射接收天线，用于向所述多个感应线圈发出射频信号，并接收所述多个感应线圈发出的射频信号；

5、所述发射接收单元，用于将所述发射接收天线接收的射频信号进行处理；

6、所述主控单元，用于根据处理后的射频信号获得分层土壤水分含量。

7、优选地，所述多个感应线圈等间距的设置在所述外壳的外壁上。

8、优选地，所述外壳的外壁上开设有固定槽，所述感应线圈嵌入在所述固定槽中。

9、优选地，所述外壳为锥形结构。

10、优选地，所述外壳为防水耐腐蚀外壳。

11、本发明实施例第二方面提供了一种分层土壤水分含量测量装置的测量方法，所述方法包括：

12、将所述分层土壤水分含量测量装置插入至待测土壤区域中；

13、发射接收天线向多个感应线圈发出射频信号；

14、处于不同深度处的多个感应线圈接收所述发射接收天线的射频信号并反馈射频信号；

15、发射接收天线接收所述多个感应线圈反馈的射频信号，并将所述反馈的射频信号发送至发射接收单元；

16、发射接收单元对所述反馈的射频信号进行处理获得参数信息；

17、主控单元根据所述参数信息获得分层土壤水分含量。

18、优选地，所述参数信息包括频率、振幅和强度值。

19、优选地，所述获得分层土壤水分含量的过程包括：

20、主控单元根据所述参数信息获得发射接收天线与感应线圈之间的待测土壤区域的总土壤水分含量；

21、根据所述总土壤水分含量获得每个感应线圈所在深度处的分层土壤水分含量。

22、优选地，获得所述总土壤水分含量的过程包括：

23、主控单元通过对所述参数信息进行多参数拟合或神经元网络机器学习处理获得发射接收天线与感应线圈之间的待测土壤区域的总土壤水分含量。

24、优选地，所述获得分层土壤含水量的过程包括：

25、主控单元对所述总土壤水分含量进行差分计算处理，获得每个感应线圈所在深度处的分层土壤水分含量。

26、本发明的有益效果如下：本发明所提出的分层土壤水分含量测量装置通过简单的结构特征实现了复杂的分层土壤水分含量测量。该装置在外壳上自上至下设置多个感应线圈，能够实现对不同深度处的待测土壤区域的土壤水分含量进行测量，安装方便、成本低。简单的外壳结构也可以使装置与土壤贴合的更加紧密，使感应线圈发出的射频信号所携带的信息更为准确。

技术特征：

1.一种分层土壤水分含量测量装置，其特征在于，所述装置包括：外壳、主控单元、感应线圈、发射接收单元和发射接收天线，所述主控单元、发射接收单元和发射接收天线均置于所述外壳内部；

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述多个感应线圈等间距的设置在所述外壳的外壁上。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述外壳的外壁上开设有固定槽，所述感应线圈嵌入在所述固定槽中。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述外壳为锥形结构。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述外壳为防水耐腐蚀外壳。

6.如权利要求1至5任一项所述的分层土壤水分含量测量装置的测量方法，其特征在于，所述方法包括：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述参数信息包括频率、振幅和强度值。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述获得分层土壤水分含量的过程包括：

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，获得所述总土壤水分含量的过程包括：

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述获得分层土壤含水量的过程包括：

技术总结
本发明提出了一种分层土壤水分含量测量装置及其测量方法，所述装置包括：外壳、主控单元、感应线圈、发射接收单元和发射接收天线，所述主控单元、发射接收单元和发射接收天线均置于所述外壳内部。本发明所提出的分层土壤水分含量测量装置通过简单的结构特征实现了复杂的分层土壤水分含量测量。该装置在外壳上自上至下设置多个感应线圈，能够实现对不同深度处的待测土壤区域的土壤水分含量进行测量，安装方便、成本低。简单的外壳结构也可以使装置与土壤贴合的更加紧密，使感应线圈发出的射频信号所携带的信息更为准确。

技术研发人员：黄思源,王晓辉
受保护的技术使用者：东方智感（浙江）科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14