[发明专利]基于热脉冲的土壤水分测定方法

摘要

一种基于热脉冲的土壤水分测定方法，包括以下步骤：步骤一、土壤样品制取；步骤二、风干土样含水量的测定；步骤三、准备标定土样；步骤四、计算每个圆筒内干土的重量；步骤五、安装土壤水分传感器；步骤六、确定标定土样未加水时含水量对应的热扩散时间；步骤七、确定标定土样加水后，在不同含水量时对应的热扩散时间；步骤八、拟合标定土样的土壤含水量与热扩散时间的函数关系；步骤九、测量待测大田土壤含水量；本发明提出的基于热脉冲的土壤水分测定方法，原理简单，准确率高，易于操作，对土壤破坏小，可连续多点定位或移动测定，不受土壤内部介质影响，应用范围广，无电磁辐射，对人体无伤害。

主权项

1.一种基于热脉冲的土壤水分测定方法，包括以下步骤：步骤一、土壤样品制取：在待测大田中选取适量土壤样品，将土壤样品放在室内风干，然后过筛，将过筛后的风干土样搅拌均匀，装在储存容器内；步骤二、风干土样含水量的测定：从步骤一所述的储存容器内取出适量的风干土样，放置在烘箱内烘干，直至土壤的重量不变，然后过秤得到烘干后的风干土样重量，计算出风干土样的含水量；步骤三、准备标定土样：制作标定圆筒组，标定圆筒组由多个独立的圆筒组成，每个圆筒的底端密封，顶端开口，从步骤一所述的储存容器中称取与圆筒个数相同份数的风干土样，每份风干土样的重量相同，然后将风干土样一一对应填入到这些圆筒中，并夯实，使圆筒内风干土样的土壤容重与待测大田的土壤容重相同；步骤四、计算每个圆筒内干土的重量：利用步骤二获得的风干土样的含水量和步骤三中填入圆筒中的风干土样的重量计算出标定圆筒组中每个圆筒内干土的重量；步骤五、安装土壤水分传感器：将土壤水分传感器分别插入到标定圆筒组内的每个圆筒中，将土壤水分传感器与采集控制器连接；步骤六、确定标定土样未加水时含水量对应的热扩散时间：用采集控制器向标定圆筒组内的每个圆筒中的土壤水分传感器发射热脉冲信号，并测量每个圆筒中土壤水分传感器的温度变化过程，确定出每个圆筒中土壤水分传感器温度达到最大值时距离热脉冲发出的时间，取这些时间的平均值做为标定土样未加水时的含水量对应的热扩散时间；步骤七、确定标定土样加水后，在不同含水量时对应的热扩散时间：通过多次加水的方式来改变标定圆筒组内的每个圆筒中的标定土样含水量，直至其饱和，每次向标定圆筒组内的每个圆筒中加入水的重量相同，利用步骤四获得的圆筒内干土的重量和所加水量，计算出加水后标定土样的含水量，然后用采集控制器向标定圆筒组内的每个圆筒中的土壤水分传感器发射热脉冲信号，测量每个圆筒中土壤水分传感器的温度变化过程，确定出每个圆筒中土壤水分传感器温度达到最大值时距离热脉冲发出的时间，取这些时间的平均值做为该次加水后标定土样含水量对应的热扩散时间；步骤八、拟合标定土样的土壤含水量与热扩散时间的函数关系：将步骤六和步骤七中取得的土壤含水量和对应的热扩散时间分别输入到现有的统计分析软件中，利用统计分析软件自动拟合标定土样的土壤含水量与热扩散时间的函数关系；步骤九、测量待测大田土壤含水量：返回待测大田，在需要测量的位置安装土壤水分传感器和采集控制器，用采集控制器向安装的土壤水分传感器发射热脉冲信号，测量每个土壤水分传感器的温度变化过程，确定出每个土壤水分传感器温度达到最大值时距离热脉冲发出的时间，利用步骤八建立的土壤含水量与热扩散时间的函数关系，计算出每个土壤水分传感器测量的土壤含水量。