[发明专利]一种基于幅值比检测土壤含水量的系统

权利要求书

1.一种基于幅值比检测土壤含水量的系统，包括电容式探头和检测电路，所述电容式探头通过连接线与所述检测电路连接，其特征在于：所述电容式探头包括驱动极板(1)、感应极板(2)和绝缘连接杆(3)，所述绝缘连接杆(3)的第一端连接所述驱动极板(1)，所述绝缘连接杆(3)的第二端连接所述感应极板(2)，所述绝缘连接杆(3)的顶端安装有与所述连接线连接的插座(4)，所述驱动极板(1)的导电面(101)通过细导线(5)与所述插座(4)的内侧面(401)电连接，所述感应极板(2)与所述插座(4)的外侧面(402)电连接；

所述检测电路包括信号激励源模块、信号放大模块、分压元件、幅值比检测电路模块、电源模块，所述信号激励源模块的输出端通过信号放大模块与所述分压元件的输入端连接，所述分压元件的输出端与所述电容式探头的等效电容的输入端连接，所述幅值比检测电路模块的第一输入端通过第一衰减器与信号激励源模块的输出端连接，所述幅值比检测电路模块的第二输入端通过第二衰减器与分压元件的输出端连接，所述幅值比检测电路模块的输出端为系统的信号输出端，所述电源模块分别为所述信号激励源模块、信号放大模块以及所述幅值比检测电路模块供电。

2.根据权利要求1所述的一种基于幅值比检测土壤含水量的系统，其特征在于：所述驱动极板(1)为圆柱探针或者是采用PCB制作的扁平探针，所述感应极板(2)为采用PCB制作的同心圆板，所述驱动极板(1)和所述感应极板(2)的表面均涂覆有绝缘层。

3.根据权利要求1所述的一种基于幅值比检测土壤含水量的系统，其特征在于：所述驱动极板(1)、所述感应极板(2)、所述绝缘连接杆(3)中心轴同轴安装，所述驱动极板(1)的长度为所述感应极板(2)内径的2～4倍，所述感应极板(2)的外径和内径比值范围为2.5～2，所述绝缘连接杆(3)的长度为所述感应极板(2)内径的1.5～2倍。

4.根据权利要求1所述的一种基于幅值比检测土壤含水量的系统，其特征在于：所述插座(4)选取SMA型插座或BNC型插座。

5.根据权利要求1所述的一种基于幅值比检测土壤含水量的系统，其特征在于：所述信号激励源模块采用高频振荡电路，所述高频振荡电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第一电感L1、三极管Q1，三极管Q1的基极连接第一电阻R1的第一端，第一电阻R1的第二端连接+5V电压，三极管Q1的发射极串联第三电阻R3后接地，三极管Q1的集电极串联第一电感L1后连接+5V电压，第二电阻R2的第一端连接三极管Q1的基极，第二电阻R2的第二端接地，第二电容C2的第一端连接+5V电压，第二电容C2的第二端连接三极管Q1的发射极，第三电容C3的第一端连接第二电容C2的第二端，第三电容C3的第二端连接三极管Q1的集电极，第四电容C4的第一端连接三极管Q1的发射极，第四电容C4的第二端连接信号放大模块的输入端。

6.根据权利要求1所述的一种基于幅值比检测土壤含水量的系统，其特征在于：所述信号激励源模块采用型号为AD9959的DDS芯片，型号为AD9959的DDS芯片是一款四通道、内部时钟频率高达500MHz的直接数字频率合成器芯片，信号激励源模块的输出端输出模拟正弦波信号给信号放大模块的输入端。

7.根据权利要求1所述的一种基于幅值比检测土壤含水量的系统，其特征在于：所述幅值比检测电路模块采用型号为AD8302的芯片U2，芯片U2的2脚串联第五电容C5后与信号激励源模块的输出端连接，芯片U2的6脚串联第六电容C6后与分压元件的输出端连接。

8.根据权利要求1所述的一种基于幅值比检测土壤含水量的系统，其特征在于：所述信号放大模块为高频射频信号放大器，采用型号为HMC1099PM5E的芯片。

9.根据权利要求1所述的一种基于幅值比检测土壤含水量的系统，其特征在于：所述分压元件采用精密电阻或者是精密电容。

10.根据权利要求1所述的一种基于幅值比检测土壤含水量的系统，其特征在于：所述第一衰减器和所述第二衰减器采用型号为HMC658LP2的芯片。