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原文传递一种土壤水分测量装置及方法

专利名称：	一种土壤水分测量装置及方法
摘要：	本发明实施例提供一种土壤水分测量装置及方法，该装置包括晶振、功放、发射天线、接收天线、鉴相器、第一峰值检波器、第二峰值检波器、差分放大器和微控制器。晶振与功放的输入端连接，功放的第一输出端分别与第一峰值检波器和鉴相器的输入端连接，功放的第二输出端通过发射天线与接收天线的一端连接，接收天线的另一端分别连接第二峰值检波器和鉴相器的输入端，鉴相器的输出端连接微控制器。本发明基于电磁波信号在待测土壤中传输的延时和衰减，通过测量经过待测土壤前后信号的相位差与幅度差，来确定土壤含水率，提高了土壤含水率的测量精度。解决了传统土壤水分测量方法仅单测电信号的相位或幅度，无法得到土壤复介电常数的精确值的缺陷。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	北京农业智能装备技术研究中心
发明人：	王明飞;郑文刚;张石锐;鲍锋;施伟;张馨
专利状态：	有效
申请日期：	2018-12-12T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-03T00:00:00+0800
申请号：	CN201811517291.6
公开号：	CN109709113A
代理机构：	北京路浩知识产权代理有限公司
代理人：	王莹;李相雨
分类号：	G01N23/02(2006.01);G;G01;G01N;G01N23
申请人地址：	100097 北京市海淀区曙光花园中路11号农科大厦A座1107
主权项：	1.一种土壤水分测量装置，其特征在于，包括晶振、功放、发射天线、接收天线、鉴相器、第一峰值检波器、第二峰值检波器、差分放大器和微控制器；所述晶振与功放的输入端连接，用于提供正弦波信号；所述功放的第一输出端分别与第一峰值检波器和鉴相器的输入端连接，所述功放的第二输出端通过发射天线与接收天线的一端连接，所述发射天线和接收天线分别设置于待测土壤的两端，所述接收天线的另一端分别连接第二峰值检波器和鉴相器的输入端，所述鉴相器的输出端连接微控制器；所述第一峰值检波器和第二峰值检波器的输出端均连接差分放大器的一端，所述差分放大器的另一端连接微控制器；所述功放对正弦波信号进行功率放大后产生第一信号，并将第一信号分别发送至第一峰值检波器、鉴相器和发射天线；发射天线发出的第一信号在待测土壤中衰减为第二信号并被接收天线所接收后，接收天线将所述第二信号分别发送至第二峰值检波器和鉴相器；所述差分放大器接收第一峰值检波器和第二峰值检波器输出的第一信号峰值幅度和第二信号峰值幅度，获取两信号之间的幅度差，并输出至微控制器；所述鉴相器接收第一信号和第二信号，获取两信号之间的相位差，并输出至微控制器；所述微控制器根据幅度差和相位差计算待测土壤的含水率。 2.根据权利要求1所述的土壤水分测量装置，其特征在于，所述土壤水分测量装置还包括真值检波器，所述真值检波器的输入端连接鉴相器，真值检波器的输出端与微控制器连接，用于滤除鉴相器输出的交流信号，保留直流信号，并将所述直流信号发送至微控制器。 3.根据权利要求1所述的土壤水分测量装置，其特征在于，所述发射天线为定向天线，所述接收天线为全向天线。 4.根据权利要求1所述的土壤水分测量装置，其特征在于，所述微控制器为C8051F040单片机。 5.一种土壤水分测量装置方法，其特征在于，包括：差分放大器采集第一信号的峰值幅度和第二信号的峰值幅度，获取两信号之间的幅度差，并输出至微控制器；其中，所述第二信号是第一信号在待测土壤中衰减后产生的；鉴相器采集所述第一信号和第二信号，获取两信号之间的相位差，并输出至微控制器；微控制器根据幅度差和相位差计算待测土壤的含水率。
所属类别：	发明专利