[发明专利]一种土壤水分传感器高精度简易标定方法

说明书

本发明公开了一种土壤水分传感器高精度简易标定方法，属于测量技术领域。解决了如何提供土壤水分传感器的高精度简易标定方法的技术问题。该方法包括以下步骤：确定一只标准土壤水分传感器；标准传感器和待测传感器放置同一样土中；样土达到饱和进行脱湿并自动采集两种传感器输出值；将两种传感器输出值进行二次回归拟合得到公式完成标定。该方法完整记录了样土含水量从饱和到风干状态的传感器连续变化值，分辨率达1%，增强了测量精度；同时待测传感器只需一次放置样土中，减少多次配置样土过程，简化步骤。此方法适用于多种类型土壤水分传感器的高精度简易标定，具有既满足科学研究高精度要求，又满足批量生产高效简易需求的优点。

技术领域

本发明属于测量技术领域，涉及一种水分传感器的标定方法，特别是涉及一种土壤水分传感器高精度简易标定方法。

背景技术

土壤水分传感器越来越多被用在科研土壤水分监测，它具有快速、准确、多点连续测定等优点，并能自动、遥测土壤水分的变化。国内外实验人员和工程技术人员，从不同的原理提出研制的土壤水分传感器多达十几种，到目前为止，我国水利系统常用的土壤水分传感器主要以介电类为主，包括时域反射法原理和频域法原理的水分传感器。这两种水分传感器都是通过测量土壤介电常数来间接测量土壤含水量，由于土壤质地不同，土壤的介电常数也有较大差异。在实际工程运用中，土壤水分传感器安装后，水分传感器出厂自带的通用公式可能存在与监测站土壤质地不匹配，会造成监测数据不准确，所以使用前需要对土壤水分传感器与公认准确的土壤烘干法做一次标定校准工作。但土壤烘干法的缺点是繁杂、步骤多、费时费力，如公开号为CN108490150A在2018年09月04日公开的发明专利“土壤水分传感器的室内高精度绝对定标方法”，但该方法需要重复对样土烘干、碾磨、过筛、洒水、搅拌、压实多项步骤，程序繁琐，工作量极其大，同时每次拔插传感器，扰动了土壤，误差较大；也有利用土壤饱和状态到风干称重原理的，如公开号为CN110220948A在2019年09月10日公开的发明专利“一种环刀称重法土壤水分传感器标定装置及标定方法”，但该方法需要人工称重，自动化程度较低，，且称重前需断开传感器与数据采集终端链接的数据线的和用毛巾擦净环刀外壁附着的水珠等步骤，人为干预动作多，误差较大；还有利用在实验室对原状土模拟自然状态下降水、蒸发过程的，如公开号为CN109425551A在2019年03月05日公开的发明专利“一种FDR频域反射式土壤水分传感器原状土壤标定的方法”，但该方法每隔一段时间用电子天平进行一次质量和频率测量，采集间隔大，数据采集点不足，数据不连贯，分辨度不高，自动化程度较低。有鉴于此，亟需一种标定结果更为精确可靠且简易方便的土壤水分传感器标定方法。

发明内容

发明目的：为解决现有土壤水分传感器标定方法弊端，如传统的土壤烘干法，需要重复对样土烘干、碾磨、过筛、洒水、搅拌、压实多项步骤，程序繁琐，工作量极其大；采用称重法，缺点是人工称重，自动化程度较低，且称重前需断开传感器与数据采集各种连接线和擦拭附着的水珠等步骤，步骤复杂，人为干预动作多，误差较大。本发明方法简易，只需确定一只标准土壤水分传感器，待测传感器和标准传感器只需一次放置样土中，减少多次配置样土过程，简化步骤，同时因为传感器一直放置在样土中不动，能够将土壤样本的扰动程度减少至最低，减少误差；同时采集时完整记录了样土含水量从饱和到风干状态的传感器连续变化值，采集到含水量百分之一的细微变化过程，分辨率高，增强了测量精度；在一个标定周期，待测传感器可以为多只，这样在单位时间内，标定出更多水分传感器，提高了生产效率。所以本发明既能满足科学研究高精度要求，又能同时满足批量生产的高效需求。

技术方案：为实现上述技术目的，本发明提出的一种土壤水分传感器的高精度简易标定方法，步骤如下：

步骤一、确定一只标准土壤水分传感器；

步骤二、标准土壤水分传感器和待测土壤水分传感器放置同一样土中；

步骤三、样土含水量从饱和状态到风干状态进行脱湿，利用采集器自动采集标准土壤传感器和待测土壤水分传感器的连续变化输出值；