CN2390203Y - 电磁波土壤水分速测仪 - Google Patents
电磁波土壤水分速测仪 Download PDFInfo
- Publication number
- CN2390203Y CN2390203Y CN 99243334 CN99243334U CN2390203Y CN 2390203 Y CN2390203 Y CN 2390203Y CN 99243334 CN99243334 CN 99243334 CN 99243334 U CN99243334 U CN 99243334U CN 2390203 Y CN2390203 Y CN 2390203Y
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sheet angle
- analog switch
- sheet
- soil
- port
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
Abstract
电磁波土壤水分速测仪,根据电介质物理学原理:土壤的复介电常数不但和它们的体积比及土壤的化学成份有关,而且还与它们的电导率以及体积分布均匀成度有关,因此测出土壤的电导率,测出土壤三个频率的复介电常数,即可得出土壤的含水率。实用新型的控制电路包括电源电路、开关电路、振荡电路、频压变换器、放大器组、转换器、CPU***、液晶显示器、探头。本实用新型具有简便、自动、快速等TDR仪器所具备的优点,同时测量精度高,可达正负3个水分,适用范围广,造价低廉,适于推广。
Description
本实用新型涉及测量工具，确切的说是一种电磁波土壤水分速测仪。
目前时域反射仪(TDR)是一种新型的土壤水分测试仪器，它具有使用简便，测定速度较快，无放射性和适用于长期定位观测、自动、连续监测等优点；但对于不同种土壤测量的准确率差异较大，正负达6.2个水分，只适用于在电导率低的粗质、轻质土壤应用，不适用于有机质土壤和重粘土，且该仪器售价昂贵，难以推广。就目前土壤水分测量仪的新颖性检索，再未发现更精密和先进的仪器。
本实用新型的发明目的在于提供一种测量精度高、适用范围广、造价低的电磁波土壤水分速测仪。
本实用新型的技术方案是这样实现的：电磁波土壤水分速测仪的结构包括壳体、液晶显示器、按钮、开关、三角架、探头、电路板；其电路板上控制电路包括：电源电路、开关电路、振荡电路、频压变换器f/v、放大器组、转换器A/D、CPU***、液晶显示器、探头；电源电路由三个三端块12、13、14组成，电源的负极与三端块12、13的片角1相连，电源的正极分别与三端块12的片角2及三端块14的片角2相联，结点a’作为电压V1的输出端口，三端块12的片角3及三端块13和三端块14的片角2相联并接地，三端块13的片角3作为电压V2的输出端口b’，三端块14的片角2作为电压V3的输出端口c’；振荡电路由振荡器MC1648、线圈L、变容二极管D1、D2、电容C1、C2、模拟开关CC4051组成，振荡器MC1648的片角1、14与端口c’相联，线圈L和负极对接的变容二极管D1、D2并联后接到振荡器MC1648的片角12及10上，振荡器1648的片角12、10还分别通过变容二极管D1、D2与探头J1及J2相联，模拟开关CC4051的片角3与对接变容二极管D1及D2的负极相联，电阻R1、R2及R3串联起来一端接地，且与模拟开关CC4051的片角6、7、8、13相联，另一端接模拟开关CC4051的片角16且与端口c’相联，电阻R1与R2的接点接在模拟开关CC4051的片角4上，电阻R2与R3的接点联在模拟开关CC4051的片角2上。振荡器MC1648的片角3与频压变换器f/v的信号输入端相接，开关电路包括：模拟开关CC4066、电阻Ro与电容Co，模拟开关CC4066的片角14及1接端口c’，片角2接探头J1，片角3接探头J2，电阻Ro与电容Co并联起来一个端点接地，另一端点与模拟开关CC4066的片角4相接。放大器组是由两个直流放大器β1、β2组成，直流放大器β1的输入端与频压变换器f/v的输出端相接，而其输出端接入模数转换器A/D中，直流放大器β2的输入端与模拟开关CC4066的片角4相接，输出端接入模数转换器A/D中。CPU***其输出端口1/0的八个片角分别接模数转换A/D的三个控制片角，接模拟开关CC4066的片角13和5，接模拟开关CC4051的片角9、10、11，CPU的端口1/0还有二个片角分别通过开关K1、K2接端口c’，CPU的端口1/0还接液晶显示器P。
本实用新型是根据电介质物理学原理，土壤的复介电常数不但和它们的体积比及土壤的化学成份有关，而且还与它们的电导率以及体积分布均匀程度有关。因此测出土壤的电导率，测出土壤三个频率的复介电常数，即可得出土壤的含水率。
首先测土壤复介电常数，仪器通电后，振荡器MC1648开始振荡，当按下仪器的二个工作按钮后，即开关K1、K2接通，CPU***的1/0口线首先给模拟开关CC4051的片角9、11加上电压，此时模拟开关CC4051的片角6的通道接通，并从片角3输出一个与片角6上所加电压成正比的直流电压，此电压加在反接着的变容二极管D1、D2上，由于所加电压为零，故变容二极管D1、D2结点电容最大，振荡器MC1648的振荡频率最低；相隔约1秒钟CPU***的1/0口线给模拟开关CC4051的片角10、11加上电压，此时模拟开关CC4051的片角3输出一个与片角2上所加电压成正比的电压，此电压使振荡器MC1648的振荡频率较前者提高约1兆；再相隔约1秒钟，CPU***的1/0口线给模拟开关CC4051的片角9、10、11都加上电压，此时片角3所输出电压与片角4上的电压成正比，振荡器MC1648的振荡频率又提高约1兆；振荡器MC1648的上述三个不同频率的信号分时送入烦压变换器F/V的输入端，频压变换器F/V将分时输出三个直流电压。由于探头J1、J2是接在振荡器MC1648的选频网络里的，因此两个探头间的土壤复介电常数将改变振荡器MC1648的振荡频率，使其输出的三个频率的信号的频率都随土壤的复介电常数而改变。频压变换器F/V输出的直流电压再经放大器β1放大后送到模数转换器A/D上，将模拟量转换成的数字量送到CPU***的数据总线上，最后将数据送到液晶显示屏P显示出来。
第二步测土壤电导率，测完土壤复介电常数后，CPU***的1/0口线又给模拟开关CC4066的片角5、13同时加上电压，片角1与2、3与4之间的通道同时接通，这样端口c’的将电压通过电阻R加在探头J1、J2上(即加在土壤上)，电阻Ro是一个分压电阻，其分解的电压与土壤电导率成反比，将其分解的电压送到放大器β2上，放大后再送给模数转换器A/D进行模数转换，转换后的此数字量送到CPU***的数据总线上，再送给液晶显示器P显示出来。
最后显示器P显示出土壤含水量。
本实用新型具有简便、自动、快速等TDR仪器所具备的优点，同时测量精度高，可达正负3个水分，适用范围广，造价低廉，适于推广。
图1为电磁波土壤水分速测仪的结构示意图；
1为壳体，2为液晶显示器，3为按钮，4为开关，5为三角架，6为探头，7为电路板；
图2为电磁波土壤水分速测仪的电路框图；
图3为电磁波土壤水分速测仪的电源电路的电路图；
图4为电磁波土壤水分速测仪的电路图。
下面结合附图详细说明本实用新型的实施例。
如图1所示，电磁波土壤水分速测仪的结构包括壳体1、液晶显示器2、按钮3、开关4、三角架5、探头6、电路板7。
如图2所示，其电路板7上控制电路包括：电源电路8、开关电路9、振荡电路10、频压变换器f/v、放大器组11、模数转换器A/D、CPU***、液晶显示器P、探头；
如图3所示，电源电路8由三个三端块12、13、14组成，电源的负极与三端块12、13的片角1相连，电源的正极分别与三端块12的片角2及三端块14的片角2相联，结点a’作为电压V1的输出端口，三端块12的片角3及三端块13和三端块14的片角2相联并接地，三端块13的片角3作为电压V2的输出端口b’，三端块14的片角2作为电压V3的输出端口c’。
如图4所示，振荡电路10由振荡器MC1648、线圈L、变容二极管D1、D2、电容C1、C2、模拟开关CC4051组成，振荡器MC1648的片角1、14与端口c’相联，线圈L和负极对接的变容二极管D1、D2并联后接到振荡器MC1648的片角12及10上，振荡器1648的片角12、10还分别通过变容二极管D1、D2与探头J1及J2相联，模拟开关CC4051的片角3与对接变容二极管D1及D2的负极相联，电阻R1、R2及R3串联起来一端接地，且与模拟开关CC4051的片角6、7、8、13相联，另一端接模拟开关CC4051的片角16且与端口c’相联，电阻R1与R2的接点接在模拟开关CC4051的片角4上，电阻R2与R3的接点联在模拟开关CC4051的片角2上。振荡器MC1648的片角3与频压变换器f/v的信号输入端相接，开关电路9包括：模拟开关CC4066、电阻Ro与电容Co，模拟开关CC4066的片角14及1接端口c’，片角2接探头J1，片角3接探头J2，电阻Ro与电容Co并联起来一个端点接地，另一端点与模拟开关CC4066的片角4相接。放大器组11是由两个直流放大器β1、β2组成，直流放大器β1的输入端与频压变换器f/v的输出端相接，而其输出端接入模数转换器A/D中，直流放大器β2的输入端与模拟开关CC4066的片角4相接，输出端接入模数转换器A/D中。CPU***其输出端口1/0的八个片角分别接模数转换A/D的三个控制片角，接模拟开关CC4066的片角13和5，接模拟开关CC4051的片角9、10、11，CPU的端口1/0还有二个片角分别通过开关K1、K2接端口c’，CPU的端口1/0还接液晶显示器P。
本实用新型是根据电介质物理学原理，土壤的复介电常数不但和它们的体积比及土壤的化学成份有关，而且还与它们的电导率以及体积分布均匀程度有关。因此测出土壤的电导率，测出土壤三个频率的复介电常数，即可得出土壤的含水率。
首先测土壤复介电常数，仪器通电后，振荡器MC1648开始振荡，当按下仪器的二个工作按钮后，即开关K1、K2接通，CPU***的1/0口线首先给模拟开关CC4051的片角9、11加上电压，此时模拟开关CC4051的片角6的通道接通，并从片角3输出一个与片角6上所加电压成正比的直流电压，此电压加在反接着的变容二极管D1、D2上，由于所加电压为零，故变容二极管D1、D2结点电容最大，振荡器MC1648的振荡频率最低；相隔约1秒钟CPU***的1/0口线给模拟开关CC4051的片角10、11加上电压，此时模拟开关CC4051的片角3输出一个与片角2上所加电压成正比的电压，此电压使振荡器MC1648的振荡频率较前者提高约1兆；再相隔约1秒钟，CPU***的1/0口线给模拟开关CC4051的片角9、10、11都加上电压，此时片角3所输出电压与片角4上的电压成正比，振荡器MC1648的振荡频率又提高约1兆；振荡器MC1648的上述三个不同频率的信号分时送入频压变换器F/V的输入端，频压变换器F/V将分时输出三个直流电压。由于探头J1、J2是接在振荡器MC1648的选频网络里的，因此两个探头间的土壤复介电常数将改变振荡器MC1648的振荡频率，使其输出的三个频率的信号的频率都随土壤的复介电常数而改变。频压变换器F/V输出的直流电压再经放大器β1放大后送到模数转换器A/D上，将模拟量转换成的数字量送到CPU***的数据总线上，最后将数据送到液晶显示屏P显示出来。
第二步测土壤电导率，测完土壤复介电常数后，CPU***的1/0口线又给模拟开关CC4066的片角5、13同时加上电压，片角1与2、3与4之间的通道同时接通，这样端口c’的将电压通过电阻R加在探头J1、J2上(即加在土壤上)，电阻Ro是一个分压电阻，其分解的电压与土壤电导率成反比，将其分解的电压送到放大器β2上，放大后再送给模数转换器A/D进行模数转换，转换后的此数字量送到CPU***的数据总线上，再送给液晶显示器P显示出来。
最后显示器P显示出土壤含水量。
Claims (1)
1、电磁波土壤水分速测仪，结构包括壳体(1)、液晶显示器(2)、按钮(3)、开关(4)、三角架(5)、探头(6)、电路板(7)；其特征在于：电路板(7)上的控制电路包括：电源电路(8)、开关电路(9)、振荡电路(10)、频压变换器f/v、放大器组(11)、模数转换器A/D、CPU***、液晶显示器P、探头；
电源电路(8)由三个三端块(12)、(13)、(14)组成，电源的负极与三端块(12)、(13)的片角1相连，电源的正极分别与三端块(12)的片角2及三端块(14)的片角2相联，结点a’作为电压V1的输出端口，三端块(12)的片角3及三端块(13)和三端块(14)的片角2相联并接地，三端块(13)的片角3作为电压V2的输出端口b’，三端块(14)的片角2作为电压V3的输出端口c’；
振荡电路(10)由振荡器MC1648、线圈L、变容二极管D1、D2、电容C1、C2、模拟开关CC4051组成，振荡器MC1648的片角1、14与端口c’相联，线圈L和负极对接的变容二极管D1、D2并联后接到振荡器MC1648的片角12及10上，振荡器1648的片角12、10还分别通过变容二极管D1、D2与探头J1及J2相联，模拟开关CC4051的片角3与对接变容二极管D1及D2的负极相联，电阻R1、R2及R3串联起来一端接地，且与模拟开关CC4051的片角6、7、8、13相联，另一端接模拟开关CC4051的片角16且与端口c’相联，电阻R1与R2的接点接在模拟开关CC4051的片角4上，电阻R2与R3的接点联在模拟开关CC4051的片角2上；
振荡器MC1648的片角3与频压变换器f/v的信号输入端相接；开关电路(9)包括：模拟开关CC4066、电阻R与电容C，模拟开关CC4066的片角14及1接端口c’，片角2接探头J1，片角3接探头J2，电阻Ro与电容Co并联起来一个端点接地，另一端点与模拟开关CC4066的片角4相接；
放大器组(11)是由两个直流放大器β1、β2组成，直流放大器β1的输入端与频压变换器f/v的输出端相接，而其输出端接入模数转换器A/D中，直流放大器β2的输入端与模拟开关CC4066的片角4相接，输出端接入模数转换器A/D中；
CPU***其输出端口1/0的八个片角分别接模数转换A/D的三个控制片角，接模拟开关CC4066的片角13和5，接模拟开关CC4051的片角9、10、11，CPU的端口1/0还有二个片角分别通过开关K1、K2接端口c’，CPU的端口1/0还接液晶显示器P。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 99243334 CN2390203Y (zh) | 1999-09-22 | 1999-09-22 | 电磁波土壤水分速测仪 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 99243334 CN2390203Y (zh) | 1999-09-22 | 1999-09-22 | 电磁波土壤水分速测仪 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN2390203Y true CN2390203Y (zh) | 2000-08-02 |
Family
ID=34029654
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 99243334 Expired - Fee Related CN2390203Y (zh) | 1999-09-22 | 1999-09-22 | 电磁波土壤水分速测仪 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN2390203Y (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100419420C (zh) * | 2005-08-02 | 2008-09-17 | 中国农业大学 | 一种同步实时测量土壤水分与电导率的方法及传感器 |
| CN100419439C (zh) * | 2005-08-26 | 2008-09-17 | 中国农业大学 | 多用途车载式土壤电导率实时测试仪 |
| CN101281152B (zh) * | 2008-06-03 | 2012-05-30 | 华南农业大学 | 一种土壤水分传感器 |
| CN103472127A (zh) * | 2013-08-13 | 2013-12-25 | 欧传景 | 非饱和土土水特性快速定量检测传感器及其应用 |
| CN108444534A (zh) * | 2018-05-09 | 2018-08-24 | 中国农业大学 | 一种土壤水分和温度检测装置 |
-
1999
- 1999-09-22 CN CN 99243334 patent/CN2390203Y/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100419420C (zh) * | 2005-08-02 | 2008-09-17 | 中国农业大学 | 一种同步实时测量土壤水分与电导率的方法及传感器 |
| CN100419439C (zh) * | 2005-08-26 | 2008-09-17 | 中国农业大学 | 多用途车载式土壤电导率实时测试仪 |
| CN101281152B (zh) * | 2008-06-03 | 2012-05-30 | 华南农业大学 | 一种土壤水分传感器 |
| CN103472127A (zh) * | 2013-08-13 | 2013-12-25 | 欧传景 | 非饱和土土水特性快速定量检测传感器及其应用 |
| CN108444534A (zh) * | 2018-05-09 | 2018-08-24 | 中国农业大学 | 一种土壤水分和温度检测装置 |
| CN108444534B (zh) * | 2018-05-09 | 2019-10-22 | 中国农业大学 | 一种土壤水分和温度检测装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102262096B (zh) | 基于混频技术的反射式微波含水率测量装置 | |
| CN101726518B (zh) | 溶液电导率的测量方法 | |
| CN106047678A (zh) | 一种基于阻抗谱法的细胞活性检测方法与装置 | |
| CN101579236A (zh) | 一种人体阻抗的多频多段测量装置及测量方法 | |
| CN2390203Y (zh) | 电磁波土壤水分速测仪 | |
| CN202939886U (zh) | 简易电容电感测量教学仪器 | |
| CN103424147B (zh) | 无土栽培基质多参数检测仪 | |
| CN202075261U (zh) | 一种介频式土壤水分传感器 | |
| CN206583498U (zh) | 一种超声波换能器信号快速测量电路 | |
| CN206378454U (zh) | 土壤氮含量检测装置 | |
| CN100427937C (zh) | 高浓度酸的浓度在线测量方法 | |
| CN1300596C (zh) | 高分辨率液体电导测量方法及其装置 | |
| CN1664589A (zh) | 超声波和电容传感器的两相流浓度测量装置及测量方法 | |
| CN201716076U (zh) | 油水界面智能分析测控*** | |
| CN205317327U (zh) | 一种基于单片机的小型电子称重*** | |
| CN201654096U (zh) | 基于外部延时技术的等效采样示波器 | |
| CN103728351A (zh) | 一种新型的土壤水分传感器 | |
| CN103278688A (zh) | 一种测量绝缘子局部表面电导率的装置和方法 | |
| CN1504745A (zh) | 不受杂质影响的容性脉冲数字三端式土壤湿度传感器 | |
| CN213455309U (zh) | 一种手持式电子测厚测距仪 | |
| CN215641257U (zh) | 一种便携式原油含水率分析仪 | |
| CN211979051U (zh) | 电容检测仪 | |
| CN2618165Y (zh) | 电容式物料水分测定仪 | |
| CN2709978Y (zh) | 一种谷物水分实时测量装置 | |
| US20060096368A1 (en) | Method of measuring the height of a liquid using a high-frequency line probe |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C19 | Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |