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原文传递一种土壤电阻率测量装置、方法和存储介质

专利名称：	一种土壤电阻率测量装置、方法和存储介质
摘要：	本发明涉及一种土壤电阻率测量装置、方法和存储介质，包括：惠斯通桥电路；惠斯通桥电路包括四个桥臂；四个桥臂中的其中一个桥臂包括第一端、第二端、内电极和多个外电极；内电极和多个外电极均用于插入待测土壤中，内电极和外电极插入待测土壤中的深度相同；多个外电极均匀分布在以内电极的中心轴为圆心的圆周上，且通过导线依次电连接，导线收尾相接后和第一端连接；内电极和所述第二端连接；基于惠斯通桥平衡原理确定待测土壤的电阻值，再基于内电极和外电极形成的均匀电场模型确定待测土壤的电阻率。本发明的有益效果为：方便野外施工进行简单快速的测量，不需要复杂的计算可更加快速方便的确定待测区域内的土地的电阻率。
专利类型：	发明专利
申请人：	防灾科技学院
发明人：	张新超;华袆雄;王焱;袁峰
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T00:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T12:00:00+0805
申请号：	CN202010121326.5
公开号：	CN111141785A
代理机构：	北京细软智谷知识产权代理有限责任公司
代理人：	刘冬梅
分类号：	G01N27/04;G01R27/02;G;G01;G01N;G01R;G01N27;G01R27;G01N27/04;G01R27/02
申请人地址：	101149 北京市通州区八里桥迤东
主权项：	1.一种土壤电阻率测量装置，其特征在于，包括：惠斯通桥电路；所述惠斯通桥电路包括四个桥臂；所述四个桥臂中的其中一个桥臂包括第一端、第二端、内电极和多个外电极；所述内电极和多个所述外电极均用于插入待测土壤中，所述内电极和所述外电极插入所述待测土壤中的深度相同；多个所述外电极均匀分布在以所述内电极的中心轴为圆心的圆周上，且通过导线依次电连接，所述导线收尾相接后和所述第一端连接；所述内电极和所述第二端连接；基于所述惠斯通桥电路的平衡条件确定所述内电极和所述外电极间的所述待测土壤的电阻值；基于所述内电极和所述外电极间所形成的均匀电场的电阻率公式：确定电阻率，其中R为所述待测土壤的电阻值，h为所述内电极和所述外电极插入所述待测土壤中的深度；r1为所述内电极的半径，r2为所述圆周的半径。 2.根据权利要求1所述的土壤电阻率测量装置，其特征在于，还包括：单片机，所述单片机用于获取所述惠斯通桥电路中的电流计两端的电压变化值ΔV并基于：确定所述待测土壤的电阻值R，其中R1、R2为比例臂电阻，RS为比较臂电阻，VCC为所述惠斯通桥电路中的电源电压。 3.根据权利要求1所述的土壤电阻率测量装置，其特征在于，所述外电极的数量满足：其中，N为所述外电极的数量，d为所述外电极的直径，r2为所述圆周的半径。 4.根据权利要求3所述的土壤电阻率测量装置，其特征在于，所述圆周的的半径满足：其中，d为所述外电极的直径，r2为所述圆周的半径。 5.根据权利要求1至4任一项所述的土壤电阻率测量装置，其特征在于，所述内电极和所述外电极为规格相同的钢钉。 6.一种土壤电阻率测量方法，其特征在于，应用于权利要求1-5任一项所述的土壤电阻率测量装置，所述方法包括：获取所述内电极的半径和以所述内电极的中心轴为圆心的圆周半径；基于所述惠斯通桥电路的平衡条件确定所述内电极和所述外电极间的所述待测土壤的电阻值；基于同轴电缆模型确定所述内电极和所述外电极间所述待测土壤的电阻率为：其中R为所述待测土壤的电阻值，h为所述内电极和所述外电极插入所述待测土壤的深度；r1为所述内电极的半径，r2为以所述内电极的中心轴为圆心的圆周半径。 7.根据权利要求6所述的土壤电阻率测量方法，其特征在于，所述外电极的数量满足：其中，N为所述外电极的数量，d为所述外电极的直径，r2为以所述内电极的中心轴为圆心的圆周半径。 8.根据权利要求7所述的土壤电阻率测量方法，其特征在于，所述圆周的半径满足：其中，d为所述外电极的直径，r2为以所述内电极的中心轴为圆心的圆周半径。 9.根据权利要求6所述的土壤电阻率测量方法，其特征在于，所述待测土壤的电阻值的确定过程包括：获取所述惠斯通桥电路中的各个桥臂上的电阻值，并基于确定所述待测土壤的电阻值，其中VCC为所述惠斯通桥电路中的电源电压，ΔV为所述惠斯通桥电路中的电流计两端的电压变化值，R1、R2为比例臂电阻值，RS为比较臂电阻值。 10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求6至9任一项所述的土壤电阻率测量方法中的各个步骤。
所属类别：	发明专利