[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

摘要

本发明公开了一种基于原状土柱对铜环电容式土壤水分传感器进行校准的方法，通过现场采集原状土柱，在实验室浸泡至饱和后取出，让土壤水分自然散失，用称重法定期称量原状土柱重量，同时记录土壤水分传感器原始测量值，并通过拟合最终得到校准公式。经本发明方法校准后的电容式土壤水分传感器最终输出的数据精确度高，误差小。

主权项

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Gi，和传感器输出频率fi；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Wg；步骤G，根据式(1)计算各次测量土壤样本的重量含水量ωi，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θi：θi＝γ×ωi  (3)其中，Wi——第i次监测，湿土重量，单位为g；Wg——原状土干土重，单位为g；步骤H，以体积含水量θi作为y轴，传感器输出频率fi对应的归一化频率SFi作为x轴，进行拟合，得到土壤校准公式，其中，归一化频率SFi通过公式(4)计算：