通过检测最小驻波测土壤含水量的仪器及方法

摘要

本发明涉及一种介电法土壤水分测量仪器及方法，具体为一种通过检测最小驻波测土壤含水量的仪器及方法。本发明通过扫频检测探针入射波与探针反射波干涉合成的最小驻波信号，计算出信号在探针上的传播时间，再根据传播时间计算出土壤的介电常数，最后通过介电常数与土壤含水量的正相关关系，通过定标，可以直接测量出土壤的含水量，比现有的依据直接脉冲反射测量时间间隔更方便快捷，电路实现上也更加简单，且精度高。

主权项

1.通过检测最小驻波测土壤含水量的仪器，其特征在于，包括：扫频信号源，用来产生20-200MHz连续频率正弦高频信号；高频放大电路，用来放大扫频信号源输出的高频信号；阻抗匹配电路，实现与探针的阻抗匹配；峰值检测电路，连接阻抗匹配电路和探针，用来检测入射波与探针反射波干涉合成驻波信号的大小；微控制器，接收峰值检测电路的检测信号，产生控制信号作用于扫频信号源，使扫频信号源产生不同频率的高频信号输出；探针，与阻抗匹配电路连接，插入土壤，提供信号传播路径；所述的仪器测土壤含水量的方法包括以下步骤：1）扫频信号源产生从20-200MHz频率连续变化的正弦波信号，输送至高频放大电路；2）高频放大电路将信号放大并将信号输送至阻抗匹配电路，阻抗匹配电路连接探针实现阻抗匹配与信号输出，且连接峰值检测电路；3）峰值检测电路检测入射波与探针反射波干涉合成驻波信号的大小，并记下该信号为最小时扫频信号源的频率；4）根据电磁波传输线理论，此时信号的波长为探针长度的4倍，再根据步骤3）测出的信号频率，可得信号在探针上传播的时间，由信号在介电常数为的介质中传播速度得出介电常数，其中为土壤的介电常数，c为光速，为信号在探针上传播的时间，为探针长度，计算出土壤的介电常数，由于单位体积土壤的含水量与介电常数正相关，通过定标，即可测出单位体积土壤的含水量。