RV-1型TDR土壤水分傳感器基本特性研究

賀　蕾，馬英杰，張建豐

(1.新疆農業大學，新疆 烏魯木齊 830052；2.西安理工大學，陜西 西安 710048)

RV-1型TDR土壤水分傳感器基本特性研究

賀蕾1，馬英杰1，張建豐2

(1.新疆農業大學，新疆 烏魯木齊 830052；2.西安理工大學，陜西 西安 710048)

[摘要]土壤水分測量在許多研究中具有重要意義，基于土壤介電理論，以 TDR(時域反射法)為原理開發一種RV-1型土壤水分傳感器，并對其特性進行標定。通過測定不同土壤含水量條件的傳感器輸出電壓值，利用三次多項式、生長曲線和分段直線函數分別對測量結果進行擬合分析建立兩者的函數關系。研究認為用直線的分段函數來表達這種土壤水分傳感器特征，其結果最為理想。

[關鍵詞]TDR；土壤水分傳感器；基本特性

時域反射法是一種介電測量中的高速測量技術,以Feidegg(1969)等人關于許多液體介電特性的研究為基礎而發展起來的。最初被用來定位通訊電纜的缺陷。Topp(1975)和Davis(1975)將其引入用于土壤水分測量的研究。根據電磁波在不同介電常數的介質中傳播時其行進速度會有所改變的物理現象提出了時域反射法(Time-Domain Reflecometry)，簡稱TDR測量方法[1]。

這種方法目前在國外應用已經相當普遍國內運用只有二十多年的歷史。TDR是一個類似于雷達的系統，有較強的獨立性。當獲得土壤介電常數ε和土壤體積含水量θv之間的經驗關系后，便可以很容易地由ε推算出θv。TDR正是基于以上的思想，根據電磁波在介質中傳播的時間計算出土壤的介電常數ε，從而利用經驗公式得到土壤體積含水量θv。土壤的介電常數ε在電磁波頻率為1 MHz～1 GHz時，與電磁波在電極(長度l)中往復的傳播速度v的公式?！?br>