一種土壤含水率測量裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種土壤含水率測量裝置其包括：電源、傳感器探頭、保護(hù)電阻和數(shù)據(jù)采集儀，所示傳感器探頭包括環(huán)形電極、絕緣層和引線，所述絕緣層設(shè)置于所述環(huán)形電極之間并將所述環(huán)形電極分隔為互不相連的陰極和陽極，所述引線包括陰極引線和陽極引線，所述陰極引線的一端與所述環(huán)形電極的陰極相連，所述陽極引線的一端與所述環(huán)形電極的陽極相連，所述傳感器探頭通過陰極引線與陽極引線與所述保護(hù)電阻串聯(lián)并與電源連接，所述數(shù)據(jù)采集儀與所述保護(hù)電阻并聯(lián)。本發(fā)明測量含水率變化反應(yīng)快，能夠進(jìn)行連續(xù)測量，動態(tài)反映含水率變化；傳感器裝置簡單、經(jīng)濟(jì)，使用方便、對人體無傷害。
【專利說明】一種土壤含水率測量裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及含水率測量領(lǐng)域，尤其涉及一種土壤含水率測量裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 土體是由固體、液體、氣體組成的多向體系。氣體的自由電荷極少，可認(rèn)為是良好 的絕緣體。純水不能導(dǎo)電，但土中水一般溶解了鹽類、氯化物等可溶礦物，使得水成為一種 溶液，因而土中水具有較好的導(dǎo)電能力。已有研究表明，干凈的砂及礫石導(dǎo)電主要是發(fā)生在 孔隙水中。黏土導(dǎo)電則發(fā)生在孔隙水及帶電黏土顆粒表面。
[0003] 根據(jù)不同的測量原理、手段，土壤含水率測量已發(fā)展了各種各樣的方法。烘干法是 最為經(jīng)典、準(zhǔn)確的方法，在105?IKTC下將土壤烘干至恒重，土中各水分會揮發(fā)出去，可以 直接測量水分含量。非飽和狀態(tài)下土壤對水具有吸力，土壤愈濕，對水的吸力就愈小，反之 則大，張力記法從這種能量的角度分析土情況。射線法包括中子散射法、射線法、X射線法 等…，都是通過發(fā)射的射線與土壤中的原子、電子相互作用，使射線的能量變小，強度減弱， 其衰減量是土壤含水量的函數(shù)。電阻法是根據(jù)土壤的電阻率隨含水率的變化而變化，土壤 水分的變化使傳感器石膏體的含水量與土壤水形成一定的函數(shù)關(guān)系，石膏體含水量的變化 又會引起置于其中的兩電極的電阻的變化，電阻法是通過石膏體為中介建立含水率與電阻 的關(guān)系舊J。根據(jù)水的介電常數(shù)遠(yuǎn)大于土和空氣，含水率的變化也就對土壤的介電常數(shù)起決 定性作用，因而可以利用土壤的介電特性測量土壤含水率，據(jù)此發(fā)明了多種方法：電容法、 時域反射法（TDR)、頻域分解法（FDR)等。但這些方法都有各自的局限性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 衡量土導(dǎo)電能力大小的物理量是電阻率，它是電流垂直通過邊長為Im的立方體 土?xí)r所測得的電阻，其變化幅度為1?105Q 土的電阻率受含水率等因素的影響，通常 可以設(shè)定一個可變因素與多個不變因素來分析各因素對電阻率的影響，根據(jù)電阻率的變化 情況可以分析土的整體結(jié)構(gòu)特征等。土的電阻測量具有多方面的用途，傳統(tǒng)的土壤含水率 測量方法中的電阻法就是根據(jù)電阻率隨其含水率的變化而變化為原理進(jìn)行測量的。當(dāng)干密 度確定后孔隙率不發(fā)生變化，飽和度僅隨含水率發(fā)生變化，可知砂土的電阻率主要是由含 水率決定的。
[0005] 若設(shè)置有傳感器，設(shè)傳感器探頭處兩端電極之間的土體電阻R1，保護(hù)電阻R2,則

【權(quán)利要求】
1. 一種土壤含水率測量裝置，其特征在于，包括電源、傳感器探頭、保護(hù)電阻和數(shù)據(jù)采 集儀，所示傳感器探頭包括環(huán)形電極、絕緣層和引線，所述絕緣層設(shè)置于所述環(huán)形電極之間 并將所述環(huán)形電極分隔為互不相連的陰極和陽極，所述引線包括陰極引線和陽極引線，所 述陰極引線的一端與所述環(huán)形電極的陰極相連，所述陽極引線的一端與所述環(huán)形電極的陽 極相連，所述傳感器探頭通過陰極引線與陽極引線與所述保護(hù)電阻串聯(lián)并與電源連接，所 述數(shù)據(jù)采集儀與所述保護(hù)電阻并聯(lián)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的土壤含水率測量裝置，其特征在于，所述絕緣層為高分子合 成樹脂。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的土壤含水率測量裝置，其特征在于，所述保護(hù)電阻的阻值為 800Q ?1500Q。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的土壤含水率測量裝置，其特征在于，所述保護(hù)電阻的阻值為 1000 Q。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的土壤含水率測量裝置，其特征在于，所述環(huán)形電極的陰極和 陽極之間的間距為2?4 mm。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的土壤含水率測量裝置，其特征在于，所述環(huán)形電極的陰極和 陽極之間的間距為3 mm。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的土壤含水率測量裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集儀采集電 壓信號的范圍為-5V?5V。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的土壤含水率測量裝置，其特征在于，所述電源為5V的直流電 源。
【文檔編號】G01N27/04GK104407021SQ201410670889
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月21日
【發(fā)明者】賴玉春, 黃能, 蔣紅光 申請人:廣西智通節(jié)能環(huán)保科技有限公司