[发明专利]一种电容式传感器测量植物含水率的方法

权利要求书

1.一种电容式传感器测量植物含水率的方法，其特征在于：该方法基于平行板电容器电容量计算方法，抽象出极板间不同介质电容、、串联的物理模型，构建电容值随含水率变化的数学模型并进行试验校正；该方法考虑了植物体内水分与有机物的介电常数的差异性，以及电容值与介电常数的关联性，可以在不损害植物的前提下，对植物进行在线测量，准确高效，快速方便，具有广阔的应用前景，为我国农业精准灌溉技术发展奠定了良好的基础。

2.根据权利要求1所述的一种电容式传感器测量植物含水率的方法，其特征在于：抽象出不同介质电容串联的物理模型；

平行板式电容器的极板的长、宽和间距分别为、、；把极板间物质抽象为由空气、水分和有机物填充满，三种物质所占的高度为、、，电容量为、、，相对介电常数为、、；真空介电常数为；

三种不同的物质构成不同介质电容的串联，其理论等效电容为：

其中，

。

3.根据权利要求1所述的一种电容式传感器测量植物含水率的方法，其特征在于：构建理论等效电容随含水率变化的数学模型；

空气、水分和有机物的密度为、、，质量为、、，则含水率：

令，则理论等效电容随含水率变化的定量数学模型：

其中，；；；；；一定的条件下，、均为定值。

4.根据权利要求1所述的一种电容式传感器测量植物含水率的方法，其特征在于：对构建的数学模型进行定性分析；通过分析，无论为正数、负数或者是零，理论等效电容随含水率的增大而增大。

5.根据权利要求1所述的一种电容式传感器测量植物含水率的方法，其特征在于：对构建的数学模型进行校正；

利用电容测量电路或者电容表对置于极板间的样品植物的茎部或者叶子进行测量，得到实际电容值；

同时，利用烘干法计算出该样品植物的实际含水率，并利用构建的数学模型推算出相应的理论等效电容；

电容校正值为为：

其中，为第次实验样品的实际电容值，为第次实验样品的理论等效电容值，为共进行组实验；

校正后，实际电容值随含水率变化的数学模型为：

。