基于电容法的表层土壤水分传感器设计与性能分析

S277.9; 针对表层土壤水分测量速度慢效率低等问题,设计一种基于电容法的表层土壤水分传感器.区别于传统的插入式测量方式,设计并制作出共面交指型电容探头,实现表层土壤水分的快速测量.以河北廊坊地区的沙壤土作为实验样土,通过多项式拟合对传感器输出值进行标定,决定系数达到了0.981 77,传感器的动态响应、稳定性以及灵敏度试验均能满足监测要求.分析环境温度变化对传感器输出的影响,对传感器输出结果与温度进行线性拟合,决定系数为0.984 57.进一步测量传感器的测量敏感区域Ke,通过试验的方式确定了其纵向影响范围为4 cm.与TRIME-PICO64型插入式土壤水分传感器对比实验结果表明,设计的...

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Bibliographic Details
Published in节水灌溉 no. 1; pp. 129 - 136
Main Authors 高志涛, 周志明, 孙文昊, 王伟, 唐鹏飞, 饶栢霖
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 防灾科技学院电子科学与控制工程学院,河北 廊坊 065201%防灾科技学院地质工程学院,河北 廊坊 065201 10.01.2025
Subjects
土壤水分
电容法
sensor
soil moisture
传感器
capacitance method
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Summary:S277.9; 针对表层土壤水分测量速度慢效率低等问题,设计一种基于电容法的表层土壤水分传感器.区别于传统的插入式测量方式,设计并制作出共面交指型电容探头,实现表层土壤水分的快速测量.以河北廊坊地区的沙壤土作为实验样土,通过多项式拟合对传感器输出值进行标定,决定系数达到了0.981 77,传感器的动态响应、稳定性以及灵敏度试验均能满足监测要求.分析环境温度变化对传感器输出的影响,对传感器输出结果与温度进行线性拟合,决定系数为0.984 57.进一步测量传感器的测量敏感区域Ke,通过试验的方式确定了其纵向影响范围为4 cm.与TRIME-PICO64型插入式土壤水分传感器对比实验结果表明,设计的传感器与国外类似产品在性能上相当,但具有更高的性价比.最后通过对比实验分析得出,设计的土壤水分传感器能够实现土壤表层水分的快速测量,可有效解决表层土壤流动水分测量效率低的问题.
ISSN:1007-4929
DOI:10.12396/jsgg.2024248