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原文传递一种原位土壤参数测量仪及测量方法

专利名称：	一种原位土壤参数测量仪及测量方法
摘要：	本发明公开了一种原位土壤参数测量仪及测量方法，包括圆锥、与圆锥连接的圆柱连接杆、安装在圆柱连接杆上端的拉压力传感器、与拉压力传感器上端连接的操作把手及安装在圆锥内部的薄片式压力传感器，安装在操作把手上端的采集系统以及安装在操作把手上的激光位移传感器；所述拉压力传感器、薄片式压力传感器和激光位移传感器均与所述采集系统电连。可以在田间精确快速获取耕层土壤坚实度及外摩擦角随测量深度的变化数据，在不破坏土壤原有结构的情况下，能够获取田间的真实土壤坚实度和外摩擦角数据。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	湖北;42
申请人：	华中农业大学
发明人：	张青松;刘立超;廖庆喜;廖宜涛;舒彩霞;王磊
专利状态：	有效
申请日期：	2019-07-22T00:00:00+0800
发布日期：	2019-09-20T00:00:00+0800
申请号：	CN201910662818.2
公开号：	CN110261254A
代理机构：	武汉开元知识产权代理有限公司
代理人：	樊戎;张继巍
分类号：	G01N3/40(2006.01);G;G01;G01N;G01N3
申请人地址：	430070 湖北省武汉市洪山区狮子山街1号
主权项：	1.一种原位土壤参数测量仪，其特征在于：包括圆锥、与圆锥连接的圆柱连接杆、安装在圆柱连接杆上端的拉压力传感器、与拉压力传感器上端连接的操作把手及安装在圆锥内部的薄片式压力传感器，安装在操作把手上端的采集系统以及安装在操作把手上的激光位移传感器；所述拉压力传感器、薄片式压力传感器和激光位移传感器均与所述采集系统电连。 2.根据权利要求1所述原位土壤参数测量仪，其特征在于：所述采集系统包括STM32F407单片机、电源模块、电源转换模块、LCD显示屏、SD存储卡、拉压力传感器变送器及薄片式压力传感器转换电路，所述拉压力传感器的拉压力信号通过拉压力传感器变送器输送至STM32F407单片机，所述薄片式压力传感器将压力信号通过薄片式压力传感器转换电路输送至STM32F407单片机，所述激光位移传感器将位移信号输送至STM32F407单片机，所述电源模块均给拉压力传感器、薄片式传感器及激光位移传感器供电，所述电源模块通过所述电源模块给STM32F407单片机供电。 3.根据权利要求1所述原位土壤参数测量仪，其特征在于：所述圆锥和圆柱连接杆均为中空结构且圆锥和圆柱连接杆均由完全对称的两半段拼接组成，所述薄片式压力传感器安装在圆锥内部。 4.一种如权1所述原位土壤参数测量仪的测量方法，其特征在于：所述测量方法如下： 1)测量人员选好测量点，将原位土壤参数测量仪竖直放置，圆锥自然接触地表，测量过程中，操作人员两手握住操作把手两端，使圆锥垂直地表均匀入土，采集系统根据各传感器测得数据实时更新采集数据，在LCD显示屏上显示并同步将数据存储在SD存储卡中，待达到测量耕深后，结束该测量点的数据测量； 2)进行下一个测量点的数据测量前进行数字复位，再重复步骤1)操作继续开展测量，直至所有测量点均测量完成后。 5.根据权利要求4所述原位土壤参数测量仪的测量方法，其特征在于：所述原位土壤参数测量仪组装完成后进行标定，标定的具体过程为： 1)按照原位土壤参数测量仪和螺旋侧摇推拉力计所需额定电压供电，调整原位土壤参数测量仪和螺旋侧摇推拉力处于工作状态； 2)将两个圆锥夹持支撑分别安装在圆锥外部，安装时使圆锥夹持支撑的夹持平面部分与薄片式压力传感器平面平行； 3)将带有圆锥夹持支撑的原位土壤测量仪安装在螺旋侧摇推拉力计上，螺旋侧摇推拉力计的夹持部位与圆锥夹持支撑的夹持面接触； 4)摇动螺旋侧摇推拉力计的摇动把手，给圆锥夹持支撑施加压力，每次间隔预设的压力记录一次原位土壤参数测量仪的圆锥两半段之间水平压力F2，每个压力间隔重复记录n次，得到n组间隔预设的压力测得的圆锥两半段之间水平压力F2数据集； 5)对每个压力间隔重复记录n次的结果取均值，得到一组不同压力间隔下各测量点取均值后的平均水平压力F2’数据集，采用最小二乘法拟合得到圆锥两半段之间平均水平压力值F2’的标定曲线F2’＝KX+B，其中，X为预设间隔压力值，K、B为修正系数； 6)将K、B代入圆锥两半段之间水平压力F2的补偿换算公式F2”＝KF2+B中，其中F2为测量值，F2”为标定后的修正值，即可完成水平压力F2的标定操作。
所属类别：	发明专利