TDR型土壤水分速测仪开题报告

石河子大学

毕业论文(设计)开题报告

课题名称： TDR型土壤水分速测仪

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开题报告正文1、课题来源及研究的目的和意义。 课题来源及研究的目的和意义。农业科研管理部门需要定时到各团场各农田测试土壤水分，了解各阶段土壤水分分布， 以便指导农业生产。以前的做法是用土壤水分测量计依次测量，手工记录，回到办公室再分 析；现研制一种便携式土壤水分测量仪。能够现场显示，自动存储，分析土壤水分数据，还 可无线传送等。 我国是一个淡水资源严重缺乏的国家，农业用水占总用水量的 80%左右，水的有效利用 率很低(只有 30%-40%,发达国家达 70%-80%) ,水的潜力很大。作物的生长需要水，肥的合 理搭配，及时准确地测定土壤水分对于研究作物的需水规律，指导适时灌溉，施肥，提高农 业生产效率以及对于探明作物生长发育期内土壤水分的盈亏和排水措施等具有重要的意义。 同时土壤水分的测量是精细农业中实施节水灌溉的基础， 农民通过土壤水分测定技术利用软 件处理和显示不同层次土壤水分的特征， 能加深对发生于土壤内的各种过程的理解， 以便能 够按土壤墒情和作物需水特性实施自动灌溉(沟灌，喷灌，滴灌，渗灌)达到高产，高效和 节水的目的。 土壤含水量的测量是开展土壤中水分运动， 土壤水与作物的生长关系及水的利 用效率等研究的基础性工作，因此有必要对含水量测定方法进行一些探讨与改进。

2、本课题所涉及的问题在国内(外)研究现状及分析。 本课题所涉及的问题在国内( 研究现状及分析。测量土壤水分的传统方法是烘干法，即土钻法(SA),优点是精度高.但一般只能测定土壤质 量含水率， 还必须先已知土壤容重才能求得体积含水量或土体贮水量且由于土样不能原位复 原，较难用于定点监测土壤水分动态变化，实时性差，耗时长，花销大，最重要的是具有破 坏性，无法适应现代化农业管理的需要。石膏块土壤水分传感器虽能定点测定，但受土壤类 型、盐分度及环境温度等因素影响，误差较大测定。张力计只能测定土壤的基质势，只有已 知土壤水分特征曲线才能估算土壤含水率。 中子仪法(NP)虽能长期定位监测土壤水分动态变 化，但中子法传导率方法受到材料的类型和盐度的影响，结果不够精确，需要昂贵的设备， 并须严格遵守辐射法。中子探头的“热中子云球”的半径随土壤含水率大小而改变，尤其表 层含水率不易准确测定，其应用受到一定限制。用TDR(时域反射仪)方法测量土壤含水率能 满

足快速测定、实时性的要求，也提高了土壤水分的测定精度(可以达到0.5 ),但TDR原理 的水分测量仪价位高， 其普及的难度太大， 难于大量运用于农村的土壤墒情实时监测与节水 自动控制系统中。 1) 便携式土壤水分快速测试仪。中国农业大学电气信息学院王一鸣教授主持的科技部“九 五”国家重点科技攻关项目“便携式土壤水分快速测试仪” ,2002 年 1 月 29 日通过了由 教育部组织的科研成果鉴定。技术上达到国际现行水平，在传感器研究上处于国际领先 水平。研究开发成功基于驻波率原理的 SWR 型土壤水分传感器，SWR-2 型土壤水分传 感器使用简单，直流输入直流输出，适合应用于计算机采集系统，测量精度较高，响应 速度快，可直接插入或长期埋入土壤中使用，防水性好，不受腐蚀。研究开发成功的 TSCⅢ型智能化土壤水分速测仪和 TSCⅣ型智能化土壤水分空间分布速测仪， 可以显示。 存储处理多点土壤水分测量数据， 同时实现了接收和处理 GPS 地理位置信息的功能， 适 合多方面应用， 研究开发成功土壤墒情监测系统， 此系统已应用于北京旱情监测项目中， 性能价格比优于国外公司提供的系统。 2) 503DR 土壤水分测试仪。美国 CPN 国际有限公司的 CPN 503DR HYDROPROBE 中子土壤水 分测试仪 (以下简称中子仪) 安装有一个双层密封的 Americium-241:Beryllium( 镅铍 241) 中子放射源用于高新技术农业项目，严格控制土壤水分含量，保持蔬菜、花卉、

水果和作物生长最适宜的土壤含水率，以提高产品品质并保证最高生产量，用于制定合 理的灌溉计划，节约灌溉用水和能源，研究作物的需水状况，提高施肥效率和土壤生产 率，跟踪作物或树木的根系发育。生态环境监测，保护地下水资源。每台 503DR 中子 仪都配有一个耐用的塑料运输箱和以下配件。每一台出厂的中子仪都可以进行完整的测 试。中子仪的可选配件可以更加方便中子仪的应用，并提高中子仪的使用效率。 3) SMP—o1 土壤水分传感器。根据传输线理论中的驻波比原理研制而成，采用 1∞ Ⅷ 正 弦渡作为激励信号，分别在输入端和分界面 J 处检波出驻波的波谷和波峰.通过差分放 大、输出调节，把绝缘材料介电常数的变化，转变为输出电压的变化，间接地实现对土 壤含水量的测量。该传感器测量精度<±5%;测量范围 0—50% ;响应时间<10 s;受环 境温度、土壤类型、盐分浓度影响很小；结构小巧，便于携带和埋设，能够满足实际应 用的要求， 适用于土壤水分的快速测定及连续动态观测。 SMP-01 型传感器的优越性主要 表现在 …… 此处隐藏：2540字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……