一種基于邊緣場(chǎng)效應(yīng)土壤水分傳感器研究.pdf

1、一種基于邊緣場(chǎng)效應(yīng)土壤水分傳感器研究課題是國(guó)家自然科學(xué)研究基金“非飽和土壤介電特性測(cè)量理論與方法的研究”的子課題。本文針對(duì)我國(guó)目前田間水分傳感器只能測(cè)量表層土壤水分的現(xiàn)狀，以介電理論應(yīng)用于土壤水分測(cè)量機(jī)理為切入點(diǎn)，研制出一種可以實(shí)時(shí)測(cè)量剖面土壤含水量的管式土壤水分傳感器。 本文設(shè)計(jì)的管式水分傳感器主要包括兩部分，基于邊緣場(chǎng)效應(yīng)土壤水分傳感器和基于霍爾開(kāi)關(guān)原理深度傳感器。土壤水分傳感器由豎直埋入土壤中的PVC套管和放置于套管中的探

2、頭兩部分組成。利用超高頻網(wǎng)絡(luò)分析儀研究傳感器的阻抗特性，優(yōu)化土壤水分傳感器電路，并進(jìn)一步分析了套筒壁厚度及傳感器幾何結(jié)構(gòu)對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，從而得出結(jié)論：套筒壁厚應(yīng)盡可能限定在3mm以內(nèi)，金屬環(huán)的環(huán)距限制在15mm之內(nèi)。深度傳感器的最大量程為120cm，精度為10cm。 本文還設(shè)計(jì)了與傳感器配套使用的智能型土壤水分手持儀表。該儀表通過(guò)讀取傳感器數(shù)據(jù)并進(jìn)行相應(yīng)運(yùn)算，從而得到土壤含水量。 為了驗(yàn)證傳感器的性能，本文設(shè)計(jì)了三個(gè)試