[實用新型]便攜式土壤含水率速測儀

無效

• 申請號: 200920086710.5
• 申請日: 2009-06-19
• 公開（公告）號: CN201548539U
• 公開（公告）日: 2010-08-11
• 發明（設計）人: 梁秀英;李小昱;王為;高云
• 申請（專利權）人: 華中農業大學
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24;G01N21/35
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型屬于一種實時、在線測量土壤水分變化的測試儀器，特別是一種便攜式土壤含水率速測儀。

背景技術

土壤水分是土壤的重要組成部分，是作物生長、干旱和半干旱地區農田生態系統良性運作、農作物產量提高的主要因素之一，土壤含水率的測定是科學控制和調節土壤水分狀況，實現科學管理農田用水和灌溉自動化的基礎。因此，快速、準確、在線地測定土壤含水率的變化對農業水土工程管理、精準農業實施、農業試驗研究、農業氣象監測、農田灌溉管理和農業旱情監測等方面具有重要的科學意義。

目前，國內外土壤含水率的測定方法主要有烘干稱重法、中子法、時域反射儀法(TDR)和頻域反射儀(FDR)法、遙感測定法等。烘干稱重法是目前國際上公認的標準方法，測得結果準確且精度高，但操作手段復雜、測量過程繁瑣，無法在田間實時、在線地連續測量；中子法可實現野外的定點連續觀測，但中子存在輻射性等問題，安全性差，體積較大，在測定表層土壤水分時誤差較大；時域反射儀法(TDR)和頻域反射儀(FDR)法具有快速、準確、安全等特點，但儀器價格較高且體積較大，使用不便；遙感測定法是一種大范圍大尺度的宏觀測定方式，其測量結果的空間分辨率偏低，易受地表植被覆蓋等客觀因素影響，使用成本過高。近年來國內外有人用近紅外光譜儀對原狀土土壤水分進行了野外測定，結果表明土壤中水分與光譜反射率有較好的相關性，且呈直線相關。近紅外光譜法具有連續、非接觸、測量速度快等優點，適用于實時、快速的測量，但現有的近紅外儀器在檢測土壤含水率時，受外界環境的溫度、土壤溫度等變化均會引起測量結果不穩定、測量誤差增大等現象，僅局限于實驗室內的試驗檢測，而且現有的近紅外儀器設備存在著購置價格昂貴，設備體積較大，試驗操作復雜，實驗環境要求嚴格、使用成本過高等問題。

因此，研制一種基于近紅外光譜和多源信息融合技術的、攜帶方便而且操作簡便的土壤含水率測量儀，能消除外界環境溫度和土壤溫度的影響，具有快速檢測、操作簡便、攜帶方便、精度較高、成本低等特點，可以快速、準確、實時、在線地檢測土壤水分變化，可廣泛地應用于農業生產和科學研究等領域，具有重要的科學意義和廣闊的應用前景。

發明內容

本實用新型的目的是設計一種基于近紅外光譜和多源信息融合技術的便攜式土壤水含水率速測儀，可廣泛地應用于農業生產和科學研究等領域，具有快速檢測、操作簡單、攜帶方便、精度高、成本低等特點，可以快速、準確、實時、在線地測定土壤水分，在農業水土工程管理、精準農業實施、農業試驗研究、農業氣象監測、農田灌溉管理和農田旱情監測等方面具有重要的科學意義和廣闊的應用前景。

本實用新型的目的是這樣實現的：便攜式土壤含水率速測儀由儀表電路箱、信號調理與處理電路板、LED光源與驅動電路板、上溫度傳感器、不銹鋼探桿、下溫度傳感器、光學玻璃探頭、通訊光纖、測量按鍵、操作把手、電池盒、外接電源接口、USB接口、控制開關、電源開關、液晶顯示屏等組成。儀表電路箱的前部安裝有不銹鋼探桿，光學玻璃探頭設置在不銹鋼探桿的前端，儀表電路箱的下方安裝有操作把手，電源開關和液晶顯示屏設置在儀表電路箱的后部，儀表電路箱內設置有信號調理與處理電路板、LED光源與驅動電路板，上溫度傳感器和下溫度傳感器分別設置在不銹鋼探桿內的上下兩端，LED光源與驅動電路板通過通訊光纖連接光學玻璃探頭，電池盒和控制開關設置在操作把手內，測量按鍵設置在操作把手的前方，外接電源接口和USB接口設置在操作把手的后部。

不銹鋼探桿由上溫度傳感器窗口、不銹鋼鋼管、通訊光纖支架、下溫度傳感器窗口、光學玻璃探頭連接頭、下溫度傳感器聯結板、上溫度傳感器聯結板、儀表電路箱連接頭組成。不銹鋼鋼管兩端分別設置有儀表電路箱連接頭和光學玻璃探頭連接頭，4個通訊光纖支架均分設置在不銹鋼鋼管內，上溫度傳感器窗口和下溫度傳感器窗口分別設置在不銹鋼鋼管兩端的管壁上，上溫度傳感器聯結板和下溫度傳感器聯結板分別對應設置在上溫度傳感器窗口和下溫度傳感器窗口的下方。

光學玻璃探頭由通訊光纖接口、外連接頭和圓錐形光學玻璃組成。圓錐形光學玻璃的頂端設置有外連接頭，外連接頭的中心設置有通訊光纖接口。