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原文传递一种水分监测装置及利用该装置确定作物蒸散量的方法

专利名称：	一种水分监测装置及利用该装置确定作物蒸散量的方法
摘要：	本发明公开了一种水分监测装置，包括水分传感器、第一数据处理器、第二数据处理器和第三数据处理器，水分传感器、第一数据处理器、第二数据处理器、第三数据处理器依次电连接。本发明还公开了一种利用水分监测装置确定作物蒸散量的方法。本发明水分监测装置能够准确得到连续时间内土壤总储水量数据，能够适应于复杂地形，省时省力，结构简单，生产和使用成本低，通用性强。本发明方法简便，计算精度高，实现了复杂环境下作物蒸散的连续监测，通过在较短时间间隔内计算作物蒸散量得到作物整体蒸散情况，计算方法较为准确，整体误差较小，为干旱地区作物提供了合理有效的水分管理基础。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	陕西;61
申请人：	西北农林科技大学
发明人：	赵西宁;高晓东;李虹辰;凌强;孙文浩
专利状态：	有效
申请日期：	2018-05-08T00:00:00+0800
发布日期：	2019-04-30T00:00:00+0800
申请号：	CN201810430536.5
公开号：	CN109696539A
代理机构：	江苏隆亿德律师事务所
代理人：	牛山;王丹
分类号：	G01N33/24(2006.01);G;G01;G01N;G01N33
申请人地址：	712100 陕西省咸阳市杨凌示范区西农路南段3号
主权项：	1.一种水分监测装置，其特征在于，包括水分传感器(1)、第一数据处理器(2)、第二数据处理器(3)和第三数据处理器(4)，所述水分传感器(1)、第一数据处理器(2)、第二数据处理器(3)和第三数据处理器(4)依次电连接，所述水分传感器(1)用于获取土壤水分含量信号并将所述土壤水分含量信号发送给所述第一数据处理器(2)；所述第一数据处理器(2)用于接收所述土壤水分含量信号并对所述土壤水分含量信号进行处理，得到土壤体积含水量；所述第二数据处理器(3)用于接收所述土壤体积含水量，并将所述土壤体积含水量代入土壤总储水量公式中计算，得到每个时间点的土壤总储水量；所述第三数据处理器(4)用于对相邻时间点的土壤总储水量进行相减计算，得到相邻时间点内土壤总储水量的增加量。 2.根据权利要求1所述的水分监测装置，其特征在于，所述水分监测装置还包括第四数据处理器(5)，所述第四数据处理器(5)用于对土壤总储水量的增加量进行累加计算。 3.根据权利要求2所述的水分监测装置，其特征在于，所述水分传感器(1)均平行于土壤表面并间隔设置于同一竖直线上，相邻两个所述水分传感器(1)之间的距离沿土壤表面至作物根部方向增大。 4.根据权利要求2所述的水分监测装置，其特征在于，所述水分监测装置还包括控制器(6)，所述控制器(6)与第二数据处理器(3)和灌溉装置连接，所述控制器(5)用于根据每个时间点的土壤总储水量控制灌溉装置的启动或关闭。 5.一种利用权利要求2-4中任一项所述的水分监测装置确定作物蒸散量的方法，其特征在于，包括如下步骤： S1、在作物待测点布设所述水分自动监测装置，将n个水分传感器依次按照距离土壤表面h1、h2......hn深度插入作物根区的土壤中； S2、使用第n个水分传感器获取hn深度的土壤水分含量信号并将其发送给所述第一数据处理器； S3、使用所述第一数据处理器接收hn深度的土壤水分含量信号并对其进行处理，得到hn深度的土壤体积含水量； S4、使用所述第二数据处理器(3)接收hn深度的土壤体积含水量，并将其代入下列公式中计算，得到每个时间点hn深度的土壤总储水量；其中，n为水分传感器的数量，n≥1；0代表土壤表面；hn为第n个水分传感器距离土壤表面的深度，hn单位为cm；SWS为土壤表面到hn深度土壤层面的土壤总储水量，SWS单位为cm；θn为hn深度的土壤体积含水量，θn单位为cm3cm-3； S5、使用所述第三数据处理器对相邻时间点的土壤总储水量进行相减计算，得到相邻时间点内土壤总储水量的增加量ΔSWS。 6.根据权利要求5所述的利用水分监测装置确定作物蒸散量的方法，其特征在于，若相邻两个时间点内土壤总储水量的增加量ΔSWS>0，则判定该相邻两个时间点内有降雨产生，ΔSWS为该相邻两个时间点内的降雨入渗量；若相邻两个时间点内土壤总储水量的增加量ΔSWS<0，则判定该相邻两个时间点内无降雨产生，ΔSWS的绝对值\|ΔSWS\|即为该相邻两个时间点内的作物蒸散量。 7.根据权利要求6所述的利用水分监测装置确定作物蒸散量的方法，其特征在于，所述第四数据处理器用于累加一个时间段内所有大于0的ΔSWS，所有大于0的ΔSWS的累加值为该时间段内的降雨入渗量；所述第四数据处理器用于累加一个时间段内所有小于0的ΔSWS的绝对值\|ΔSWS\|，所有小于0的ΔSWS的绝对值\|ΔSWS\|的累加值为该时间段内的作物蒸散量。 8.根据权利要求5所述的利用水分监测装置确定作物蒸散量的方法，其特征在于，距离土壤表面深度最大的水分传感器的深度大于作物的最大根深。 9.根据权利要求6所述的利用水分监测装置确定作物蒸散量的方法，其特征在于，所述相邻两个时间点的时间间隔范围为5-2880min。 10.根据权利要求9所述的利用水分监测装置确定作物蒸散量的方法，其特征在于，所述相邻两个时间点的时间间隔设为10min。
所属类别：	发明专利