[发明专利]一种用于获取土壤多深度水分含量的传感器及方法

说明书

本发明提供一种用于获取土壤多深度水分含量的传感器及方法，该传感器包括：套设于探测管的外壁上、用于感知土壤中水分信息的感知探头对，所述感知探头对至少有两对；该检测方法包括：步骤S1、在测量深度范围内同时获取多个深度土壤的水分含量值，并以此构建预估模型；步骤S2、基于所述预估模型，获取所述测量深度范围内任意深度土壤的水分。本发明的一种用于获取土壤多深度水分含量的传感器及方法，装置集成度高，功能完善，操作简单，能够连续获取土壤水分垂直分布信息。

技术领域

本发明涉及传感检测技术，更具体地，涉及一种用于获取土壤多深度水分含量的传感器及方法。

背景技术

用于检测土壤水分信息的传感器，从原理上分类，可分为时域反射法、时域传输法、频域分解法或驻波率法等；按照探头的结构又可以分为针式或管式。

目前，用于检测土壤水分信息的传感器，多是采用针式结构。例如公开号为CN105659498A的PCT专利申请，其公开了一种传感器件。参见图1所示，该传感器件包括电特性与物理量相应地变化的传感元件；对上述传感元件的输出信号进行处理的信号处理电路；位于电源端子与上述信号处理电路之间的晶体管元件；将上述晶体管元件的漏极与栅极连接或者将上述晶体管元件的集电极与基极连接的电阻提；和将上述晶体管元件的栅极或基极与GND连接的、具有阈值电压的元件，上述元件在向上述信号处理电路供给的供给电压低于上述阈值电压的情况下，限制从上述电阻体向GND的方向流动的电流。

但是，目前市场上的传感器仅能测量单点水分值，而不能同时测量垂直方向多个甚至任意一点值。

发明内容

为克服上述问题或者至少部分地解决上述问题，本发明提供了一种用于获取土壤多深度水分含量的传感器及方法，以解决应用传感器难以同时测量多个深度位置，甚至任意一点土壤数据、测量准确度不高、无法连续获取多深度位置土壤数据的技术问题。

根据本发明的一个方面，提供一种用于获取土壤垂直方向上多个测量节点水分含量的方法，包括：

步骤S1、在测量深度范围内同时获取多个深度土壤的水分含量值，并以此构建预估模型；

步骤S2、基于所述预估模型，获取所述测量深度范围内任意深度土壤的水分。

进一步地，所述水分含量值至少为两个。

进一步地，所述水分含量值采用传感器采集；所述传感器包括用于感知土壤中水分信息的感知探头对，所述感知探头对至少有两对。

进一步地，步骤S1中多个深度土壤的水分含量值具体为：位于土壤表面以下同一直线方向上、且相间隔的多个测量节点的水分含量值。进一步地，所述每个测量节点之间的间距为10-25cm。

进一步地，以所述每个测量节点所在位置对应的测量深度为节点，采用插值法构建所述预估模型；

所述预估模型包含n-1个函数关系式，其中，n为节点的数量。

进一步地，所述预估模型具体为：

式中，x₁、x₂、x₃、x₄依次为测量节点所在位置对应的测量深度，a、b、c、a₁、a₂、a₃、b₁、b₂、b₃、c₁、c₂、c₃分别为预估模型的系数。

根据本发明的另一个方面，还提供一种传感器，用于实现上述测量方法，包括：套设于探测管的外壁外侧、用于感知土壤中水分信息的感知探头对，所述感知探头对至少有两对。

进一步地，所述感知探头对为四对。