[发明专利]一种基于原状土柱的电容式土壤水分传感器校准方法

权利要求书

1.一种基于原状土柱的电容式土壤水分传感器校准方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤A，采用取土装置采集合适大小的原状土柱；

步骤B，将PVC护管置于原状土柱表面中心位置，在PVC护管顶部放置尼龙垫块，敲击尼龙垫块将PVC护管压入土壤中，取出PVC护管中的土壤，清洁PVC护管内壁；

步骤C，用尼龙滤布包裹取土刀底部，将包裹尼龙滤布的土柱放入底部铺沙的盆中，将水注入盆中；

步骤D，将泡至饱和的土柱从盆中取出，沥水后，清理干净PVC套管内壁，在PVC套管中插入铜环式传感器，测量传感器原始测量频率值f₁，将铜环传感器取出，称得饱和状态下的土柱重量G₁；

步骤E，将称重后的土柱放在厚度为3CM的细沙上自然失水， 每隔3天～5天定期监测土柱的重量G_i，和传感器输出频率f_i；经过30天～50天的自然失水，将监测到的若干组传感器输出频率作为土壤水分传感器校准的基础数据；

步骤F，取下PVC套管和不锈钢环刀，将土壤取出敲碎，用烘干法测量干土重W_g；

步骤G，根据式(1)计算各次测量土壤样本的重量含水量ω_i，根据式(2)计算土壤干容重γ，根据式(3)计算各次测量土壤样本的体积含水量θ_i：

θ_i＝γ×ω_i (3)

其中，

W_i——第i次监测，湿土重量，单位为g；

W_g——原状土干土重，单位为g；

步骤H，以体积含水量θ_i作为y轴，传感器输出频率f_i对应的归一化频率SF_i作为x轴，进行拟合，得到土壤校准公式，其中，归一化频率SF_i通过公式(4)计算：

2.根据权利要求1所述的基于原状土柱的电容式土壤水分传感器校准方法，其特征在于，所述步骤A中取土步骤具体如下：将取土环刀加压盖，均匀敲击压盖将取土环刀压入土壤，当压盖中圆孔有土渗出，取下压盖，用切土刀将凸出取土环刀的土壤削平，盖上底盖，用铁锹铲去周围土壤，将取土环刀挖出翻转，用切土刀将凸出取土环刀的土壤削平，盖上顶盖。

3.根据权利要求1所述的基于原状土柱的电容式土壤水分传感器校准方法，其特征在于：所述步骤C中注水后水面高度距土柱上沿1CM。

4.根据权利要求1所述的基于原状土柱的电容式土壤水分传感器校准方法，其特征在于：所述步骤C中尼龙滤布为300目尼龙滤布。

5.根据权利要求1所述的基于原状土柱的电容式土壤水分传感器校准方法，其特征在于：步骤E中定期监测间隔频率为3天～5天。