基于驻波原理的锥式林区土壤含水率仪设计与性能分析

摘要

为了提高现有土壤含水率传感器在林区的测量性能及可使用性,在优化传感器结构的基础上,设计了一种基于驻波原理的锥式林区土壤含水率仪,其锥角30°、探头直径20 mm、探头长度150 mm.实验结果表明:传感器横向测量范围为10 cm、纵向测量范围为18 cm,输出线性拟合决定系数在0.96以上.静动态特性分析表明,传感器测量范围为零到粘壤性土壤饱和含水率,测量精度为3％,稳定性标准差0.49％,超调量为0.48％,过渡时间0.582 s.通过与TDR(TRIME-HD2型传感器、德国)进行对比,测量结果线性拟合决定系数在0.97以上,两者测量性能相当,表明所设计的传感器能够达到实际使用的要求.本文设计的土壤含水率仪性价比更高,更适用于林区土壤含水率测量,使用更为便捷.