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《节水灌溉中土壤湿度传感器的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第37卷第1期东北农业大学学报37(1):135~1372006年2月JournalofNortheastAgriculturalUniversityFebruary2006文章编号1005-9369(2006)01-0135-03节水灌溉中土壤湿度传感器的应用1,21*1迟天阳,杨方,果莉(1.东北农业大学工程学院,黑龙江哈尔滨150030;2.佳木斯大学信息电子技术学院,黑龙江佳木斯154007)摘要:文章介绍了在节水灌溉中土壤湿度传感器的应用,对目前市场和科研中主要应用的传感器进行了分析,同时介绍了非精确湿度控制的传感器电路和节水灌溉的硬件控制电路。关键词
2、:节水灌溉;土壤湿度传感器;硬件控制电路中图分类号:S274.1文献标识码:A现在全球水资源紧张,我国很多地方也出现了中最为活跃的部分,需要实时监测,这就极大地限农田用水紧张、生活用水缺乏等情况。对此,各个制了中子法的进一步推广应用,这种方法在发达国领域的专家学者纷纷涉足于节水灌溉这个领域,以家已被禁止使用。期缓解水紧张的局面。在节水灌溉系统中,土壤湿1.2张力计式土壤水分传感器度传感器的使用是该系统能否达到节水目的的关张力计式土壤水分传感器是一种广泛成功地用键,所以土壤湿度传感器的选择就成为节水灌溉系于某些土壤水分测量的传感器。统的首要问题。这种仪表有个多孔瓷
3、头,它通过充水的管子与真空表连接,该装置插入土壤的钻孔中,多孔瓷头1土壤湿度传感器的常用类型与土壤紧密帖合,真空表设在地面之上。目前市场上主要测量土壤湿度方法有中子衰减用张力计来测量土壤含水量有很大的发展,法、张力计测湿法、介电法速测法。它的优点是:结构及原理都比较简单,可以在线实1.1中子衰减法测量土壤含水量时测量,而且可以确定水在土壤内的流动方向和渗高速运动的快中子与物质作用能改变方向和产透深度,但它的缺点也很突出。生能量损失,变成慢中子,形成衰减,由于被测物它的测量范围很大程度上受土质的影响。对于中含水量不同产生的衰减亦不同,主要原因是水中粘土来说,由于其
4、通气性好,所以,即便是土壤水含有氢原子,而中子对氢原子作用的损失远大于对分负压低于0.8Pa时,也可以用张力计来测量土壤其他原子作用的损失,这样可以通过测定慢中子来的含水量。测定土壤含水量,也就是通过衰减程度的大小来确该方法所测量的是土壤水的吸力,需要依据土定被测物质中含水量的多少,中子土壤水分测试仪壤水分特征曲线来换算成土壤含水量,由于土壤水就是根据这一原理设计而成。分能量关系非常复杂,呈非线性,且容易受到许多这个方法的优点在于快速准确,但重要的是这土壤理化特性的影响,即使对同一块田,这一关系种方法如果屏蔽不好,易造成射线泄漏,以致污染也十分复杂,使得用张力推
5、求土壤含水量时极为困环境,危害人体健康,特别难以测量浅层土壤含水难,不方便,带来较大误差。量,而浅层土壤含水量与作物生长关系密切,明显该方法存在滞后和回环,影响其测量速度。由随灌溉、降雨、蒸发等的变化而变化,是土壤水分于以上缺陷的存在极大地限制了该方法的推广应用。收稿日期:2004-09-151.3介电法速测土壤含水量作者简介:迟天阳(1975-),女,黑龙江人,硕士研究生,研利用土壤的介电特性来测量土壤含水量是一种究方向为智能检测与控制。*通讯作者行之有效的、快速的、简便的、可靠方法。对一定·136·东北农业大学学报第37卷几何结构的电容式水分传感器,其电容量
6、与两极间可测的物料品种多,而且响应速度也较快,可应用[1]被测物料的介电常数有正比关系。由于水的介电常于在线监测实现自动化。数比一般物料的介电常数要大得多,所以当土壤中利用该方法测量湿度的应用很多,多为探针的水分增加时,其介电常数相应增大,测量时水分式。目前市场上该类传感器价格较高,使整个系统传感器给出的电容值也随之上升,根据传感器的电的性价比降低。一种自制传感器是将土壤湿度保持容量与土壤水分之间的对应关系可测出土壤的水在一定的湿度范围,其非精确检测土壤湿度电路见分。电容式水分传感器的特点是精度高、量程宽、图1。图1非精确检测土壤湿度电路Fig.1Non-pre
7、cisedetectsoilhumiditycircuit其工作原理为:该探测器由湿度检测电路和声土壤探头现场调试过程为:报警电路等部分组成。如图1,RP1为湿度下限预①将RP1的滑动触点调至最上端,RP2的滑置点,RP2为湿度上限预置点。当土壤中的湿度处动触点调至最下端,使red,green都熄灭;②进行在预置的上下限湿度之间时,由于探头a、b间的土壤湿度调试,取两盆适合温室育苗的土样,一盆土壤电阻值在规定范围内,C点的电位低于RP1为上限湿度(即适合温室育苗的最大土壤湿度),一的滑动端电位(比较器同相输入端),故比较器I输盆为下限湿度(即适合温室育苗的最低土
8、壤湿度)。出高电平,re
