[發(fā)明專利]一種土壤含冰量檢測(cè)的方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611035243.4
• 申請(qǐng)日: 2016-11-16
• 公開（公告）號(hào): CN106771053B
• 公開（公告）日: 2019-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙燕東;高志濤;劉衛(wèi)平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京林業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N33/24
• 分類號(hào): G01N33/24;G05B19/042
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 李相雨

1.一種土壤含冰量檢測(cè)的方法，其特征在于，包括：

獲取土壤的檢測(cè)信息，所述檢測(cè)信息包括，含水率、溫度以及電導(dǎo)率；

根據(jù)所述檢測(cè)信息以及預(yù)設(shè)的土壤含冰量模型獲得所述土壤的含冰量，其中所述土壤含冰量模型的輸入量為所述檢測(cè)信息，輸出量為所述土壤的含冰量；

其中，土壤含冰量模型為，

式中，θ_i為含冰量，σ為電導(dǎo)率，θ_w為含水率，T為溫度，k₁、k₂、k₃、k₄、k₅、k₆以及ε都是常數(shù)，是根據(jù)獲取到的土壤樣本的含水率、溫度、電導(dǎo)率以及含冰量進(jìn)行非線性回歸分析時(shí)計(jì)算所得。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述土壤含冰量模型的建立方法包括：

配置所述土壤不同水分梯度的土壤樣本；

獲取所述土壤樣本在凍結(jié)過(guò)程中的多組所述檢測(cè)信息；

根據(jù)所述土壤樣本的所述檢測(cè)信息計(jì)算對(duì)應(yīng)的所述土壤樣本的含冰量；

根據(jù)所述土壤樣本的含冰量以及所述檢測(cè)信息建立所述土壤含冰量模型。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述獲取所述土壤樣本在凍結(jié)過(guò)程中的所述檢測(cè)信息包括：將所述土壤樣本進(jìn)行凍結(jié)，對(duì)所述土壤樣本在凍結(jié)過(guò)程中，每隔預(yù)設(shè)時(shí)間測(cè)量所述土壤的所述檢測(cè)信息。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述檢測(cè)信息計(jì)算對(duì)應(yīng)的所述土壤樣本的含冰量包括：

根據(jù)所述檢測(cè)信息中的所述含水率，利用物質(zhì)守恒定律計(jì)算所述土壤樣本的含冰量。

5.一種土壤冰含量檢測(cè)裝置，其特征在于，包括：電源、線路控制板、鉑電阻探針以及至少兩個(gè)不銹鋼探針，所述鉑電阻探針和所述各不銹鋼探針用于檢測(cè)土壤的檢測(cè)信息，所述檢測(cè)信息包括，含水率、溫度以及電導(dǎo)率，所述各不銹鋼探針與所述鉑電阻探針均與所述線路控制板連接；所述線路控制板用于控制所述各不銹鋼探針和所述鉑電阻探針獲取所述檢測(cè)信息，并根據(jù)所述檢測(cè)信息以及預(yù)設(shè)的土壤含冰量模型獲得所述土壤的含冰量，其中所述土壤含冰量模型的輸入量為所述檢測(cè)信息，輸出量為所述土壤的含冰量。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述線路控制板包括：控制單元、串口下載單元、土壤溫度檢測(cè)單元、土壤水分檢測(cè)單元、土壤電導(dǎo)率檢測(cè)單元、時(shí)鐘單元以及總線收發(fā)控制單元；

所述串口下載單元與所述控制單元連接，用于下載控制程序到所述控制單元；

所述控制單元與所述土壤溫度檢測(cè)單元連接，用于控制所述溫度檢測(cè)單元檢測(cè)所述土壤的溫度；

所述控制單元與所述土壤水分檢測(cè)單元連接，用于控制所述土壤水分檢測(cè)單元檢測(cè)所述土壤的含水率；

所述控制單元與所述土壤電導(dǎo)率檢測(cè)單元連接，用于控制所述土壤電導(dǎo)率檢測(cè)單元檢測(cè)所述土壤的電導(dǎo)率；

所述控制單元與所述時(shí)鐘單元連接，用于控制所述時(shí)鐘單元記錄采集所述檢測(cè)信息的時(shí)間；

所述總線收發(fā)控制單元與所述控制單元連接，用于控制所述控制單元與外置設(shè)備進(jìn)行通訊。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述土壤水分檢測(cè)單元和所述土壤電導(dǎo)率檢測(cè)單元分別與所述各不銹鋼探針連接，根據(jù)所述控制單元的控制，所述土壤水分檢測(cè)單元使用所述各不銹鋼探針檢測(cè)所述土壤的含水率或所述土壤電導(dǎo)率檢測(cè)單元使用所述各不銹鋼探針檢測(cè)所述土壤的電導(dǎo)率。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述線路控制板還包括：選通控制單元，所述控制單元、所述土壤水分檢測(cè)單元和所述土壤電導(dǎo)率檢測(cè)單元均與所述選通控制單元連接，所述選通控制單元用于根據(jù)所述控制單元的控制選擇所述土壤水分檢測(cè)單元或所述土壤電導(dǎo)率檢測(cè)單元使用所述各不銹鋼探針。