基于电阻法针刺式在体玉米水分测量仪的设计

目前我国对玉米水分测量的研究多集中于脱粒后玉米籽粒的水分测量,对于田间在体玉米籽粒的水分判定还主要依赖人工生产经验,针对这一现状,本文研究田间在体玉米籽粒电阻与含水率和温度之间的函数关系模型,设计一种手持探针刺入式玉米籽粒水分测量仪,实现对田间在体玉米籽粒的水分测量,对实时监测田间玉米水分提供参考。试验结果表明,该水分测量仪对田间在体玉米籽粒的水分测量准确率高,模型拟合度大于0.9,水分测量仪单次测量响应时间不大于1.5 s,能够满足田间玉米籽粒水分测量的要求。     

基于介电特性谷物水分在线测量仪的设计与试验

含水率是谷物收获、测产过程中重要的指标,为实现北方寒冷环境下机载收获、快速在线测量,满足玉米籽粒联合收获机收获时测产的要求,设计了一种便于应用在收获机上的基于谷物介电特性的同心圆平面电容水分在线测量仪。STM32F103单片机为水分测量仪的控制单元,同心圆平面电容器和温度传感器测量谷物介电常数和温度。以"登海605"玉米为研究对象,研究不同含水率、不同温度对玉米介电常数的影响规律。利用支持向量机建立玉米水分含量回归预测模型,并对模型进行检验,试验结果表明,在-15℃～40℃,含水率14%～30%范围内,水分测量仪的平均相对误差为1.09%,测量时间小于2.3 s。能够满足谷物水分在线测量的精度,缩短了测量时间。     

微波水分测量仪的设

简述了微波干燥法测量物料含水率的原理,进行了微波水分测量仪的整体设计,设计了微波干燥装置、高精度质量传感器及调理电路,同时进行了仪器单片机控制电路的软硬件设计,并制作了仪器实体.从试验结果可以看出,微波水分测量仪对物料含水率的测量时间为4min左右,测量误差小于0.05%.与常规微波衰减法含水率测量仪相比,采用微波干燥法测量物料含水率具有速度快、精度高的优点.     

土壤剖面水分线性尺度测量方法

针对现有土壤水分点尺度下测量的局限性,提出了一种线性尺度下的土壤剖面水分测量方法,并设计了一种基于驻波比法的土壤剖面水分信息测量传感系统。借助HFSS高频电磁场仿真软件与网络矢量分析仪对传感器环形探头的电场强度分布情况与阻抗特性进行了分析研究,确定了环形探头适应性与敏感区域。以2种不同质地的土壤作为试验样本,对土壤水分传感器的输出与对应的测量值进行了多项式拟合,决定系数均达到了0.99以上,传感器的稳态与动态性能均能满足土壤剖面水分的测量要求。通过多层水分土柱穿层试验与对比试验表明,该系统能够满足线性尺度下土壤剖面水分的实时测量需求,具有较高的测量精度与稳定性。设计的土壤剖面水分线性测量系统的各项指标均达到实际应用的需求,具有较高的应用推广价值。     

基于电容式传感器的粮食水分测量仪的研究

长期以来,在农业生产中的粮食水分检测一直以手搓、嘴咬、眼观为主要的判别方法,受人为主观因素影响很大。为了实现国家粮食收购过程中的统一化和标准化,设计出一套用于现场的粮食水分快速检测仪是十分必要的。为此,介绍了一种测量粮食水分的电容式传感器的结构,设计了适合该种传感器的检测电路,分析了该电路的原理,给出了实验检测数据。实验结果表明,此测量仪具有较高的准确性和较好的重复性。     

便携式GPS面积测绘仪的研制及应用

在农业生产管理中,农田面积的快速实时测量十分必需.研制了一种快速准确测量农田面积的仪器,该测量仪采用GPS定位,测量速度快,并能测量任意形状田块的面积,并生成地块的图形,具有较高的测量精度,且价格低,携带操作方便,在农业生产管理、土地整理规划和农机作业收费等方面有着广阔的应用前景.     

一种新型的相对湿度测量仪设计

基于干湿球测量相对湿度的原理,引用IAPWS-IF97标准,考虑风速对干湿表系数的影响,设计了一种基于单片机的相对湿度测量仪.介绍了包括单片机、温度传感器及液晶显示模块的选型,给出了硬件电路原理及其软件流程.该测量仪具备实时湿度显示及查询功能,具有精度高、可靠性高和使用方便等优点,有较好的应用前景.     

物料水分快速测定新方法

由于水的奇异特性，使得快速、准确地测量物料含水量始终是一个重要课题。为此，根据物质对微波具有选择性吸收的特点以及黑体辐射定律，提出了一种可以快速测量物料水分的新方法一微波红外温度法。以壤土和砂土为例，介绍了测量方法，优化了试验测量条件，给出水分含量与温升的关系，并与国标法比较，标准误差均在0．3％以内，具有较高的重复性和准确性。另外，还可制作便携式水分测量仪，实现在线水分测量与控制，具有较高的实用价值。     

线区域尺度土壤水分实时测量方法研究

提出了一种线区域尺度的土壤水分测量方法,设计了基于频域振荡法实时检测植物根区尺度土壤水分信息的传感系统。系统由土壤水分传感器、PVC套管、电动机牵引系统以及控制器组成,控制器控制电动机牵引传感器在套管中往复运动,可以实时获取240 cm长度上的土壤体积含水率信息。土壤水分传感器的动态响应时间为32 ms,稳定性测试结果的标准差为0.006 1 V,与时域反射(TDR)土壤水分传感器测量结果的相关性决定系数达到0.989,满足区域性土壤水分实时检测的要求。野外试验证明:当传感系统埋设深度为30 cm时,与相距10 cm平行埋设的BD-Ⅲ型土壤水分传感器(精度为±2%)测量结果的均方误差小于0.5%,能够测量到因降水导致的土壤水分变化,验证了系统的有效性。     

卧姿人体振动响应测量仪的研究

为了对卧姿人体的振动响应进行实时评价，设计了一种双输入的卧姿人体振动响应测量仪。它根据国家标准对卧姿人体承受头部和臀部振动输入的2次计权方法．采用多任务的软件设计，一边采集数据，一边进行运算，实现了测量结果的实时显示。对照试验表明：卧姿人体振动响应测量仪的运算精度达到了设计要求。     

土壤墒情网络监测管理系统的设计与实现

土壤墒情监测是生态环境保护和建设的重要内容,为此,设计了一种城市森林土壤墒情远程监测系统;详细介绍了系统的结构和网络监测管理系统的功能。监测管理系统采用J2EE构架,具有查看实时数据、查询历史数据以及对数据进行召测和对超标值进行报警等功能。实验表明,系统性能稳定,满足土壤墒情远程监测的要求。     

围框淹灌仪器法测定土壤田间持水量试验研究

田间持水量是重要的土壤水分常数之一,是开展墒情评价和旱情分析,指导科学灌溉不可缺少的基础信息。传统的土壤田间持水量测定方法操作复杂,给土壤墒情评价带来一定难度。通过将先进的无线土壤测量传感技术与传统的围框淹灌法相结合,提出了一种基于无线传感器的新方法,利用“滑动平均含水量法”和“移动平均法”计算确定土壤田间持水量,并在陕西、北京、吉林和河北不同土壤类型的农田开展验证试验。结果表明,与传统环刀法相比,围框淹灌仪器法测定结果的平均相对误差为4.89%,不同质地土壤上测定结果均比较稳定,两种方法测定的田间持水量随土层深度的变化规律一致。围框淹灌仪器法测定土壤田间持水量具有可靠性和便捷实用性,是土壤墒情监测与评价的有效方法,适宜推广应用。      

基于驻波原理的无接触土壤含水率测量方法的研究

我国是一个缺水的农业大国,实现精细灌溉是节约水资源的有效途径,而精确地测量土壤体积含水率是实现精细灌溉的重要保障之一.为此,提出了一种基于驻波率原理的土壤含水率测量的新方法-无接触式测量方法,介绍了其工作原理,研究出了无接触式土壤水分传感器的结构.用烘干法进行对比试验,从而得出SWR无接触式土壤含水率测量方法是一种高性能的测量方法.     

果树水分动态参数的计算机测量系统

开发了一套果树水分动态参数的测量系统，给出了该系统的硬件组成、软件设计和传感器的设计，以及该系统的测试试验结果。现场使用表明，该系统工作稳定，操作方便，省工省力。本文为研究果树的生理，找出其需水规律，进而指导灌溉提供了有力的帮助。     

油菜直播地表土壤物理机械特性参数测量装置研究

针对油菜直播地表农田土壤物理机械特性参数室内测量费时费力、田间测量仪器功能单一等问题,设计了一种油菜直播地表土壤物理机械特性参数测量装置,实现集成测量土壤含水率、坚实度、粘聚力和内摩擦角4种土壤物理机械特性参数且测量结果可以通过手机APP实时储存显示。装置基于自走式移动平台实现行走控制,以STM32单片机为核心控制器,利用FDR传感器获取土壤含水率,通过圆锥贯入部件测量土壤坚实度和抗剪切强度参数(包括粘聚力和内摩擦角)。分析了装置的圆锥贯入部件和土壤含水率检测部件测量原理,设计了装置测量控制系统硬件电路及软件,开展了传感器标定试验,确定了柱式压力传感器、薄膜压力传感器和土壤水分传感器的输入输出响应关系。选取71个土壤样本,融合土壤含水率和基于圆锥受力平衡关系获取的摩擦因数,运用最小二乘法建立了土壤粘聚力和内摩擦角数学测量模型,模型决定系数R²分别为0.932和0.956。开展了装置田间测量试验,对土壤含水率、坚实度、粘聚力和内摩擦角进行集成测量,结果表明：相较于AYD-2型土壤坚实度仪、干燥箱干燥法和ZJ-D型直剪仪测量结果,油菜直播地表土壤物理机械特性参数测量装...     

新颖的路基压实度测定方法的研究

叙述了用瞬态冲击法快速，无损测量路基压实度（土壤坚实度）的方法及技术关键。对不同压实度、含水量的土壤进行了测定，提出了在瞬态冲击下，存在新的S－X水滞规律。S－X水滞频率范围为0－Fsx，在该频段内压实度响应的功率谱图接近于水平线，且几乎与含水量和频率无关；用冲击响应的功率谱值作为测量指标具有较高的分辨力，能区分不同压实度时的响应值。不同的土壤，响应谱值与压实度之间具有不同的回归方程。本文对于深入研究瞬态冲击法测定路基压实度（土壤坚实度）的机理及其进行测量装置的设计具有重要的指导作用，为解决国内利用激振法无需测含水量就能得到现场压实度数值奠定了基础。     

基于GPRS的土壤墒情远程监测系统

为了实时了解土壤墒情信息,为旱情预报预警及农业灌溉提供基础数据,设计了一套基于GPRS的土壤墒情远程监测系统。该系统利用太阳能供电,以STC12C5A60S2单片机作为主控单元核心控制器,通过GPRS网络进行土壤墒情数据无线传输。通过上位机软件的开发设计,可实现多个终端节点土壤墒情信息的动态实时监测。试验结果表明,系统运行稳定,满足设计要求,能够为农业灌溉提供可靠的依据。      

基于物联网技术的智能灌溉系统设计

为了实时监测土壤湿度,通过Wi-Fi技术、土壤湿度传感器、Arduino Uno微处理器和Web服务器设计出基于物联网技术的智能灌溉系统,搭建了以土壤湿度传感器和Arduino Uno微处理器为核心的硬件体系,并通过Java语言编写JSP程序完成软件设计。通过试验,该系统可实时监测土壤水分,当测量数据小于设定的阈值时,自动开启浇灌设备,对土壤水分进行智能调节。采用此方法,可使用简单的电路完成复杂的功能,大大降低设计成本,适用于需要实时监测土壤水分的场合。      

冷冻干燥物料水分在线测量系统设计与试验

根据JDG-0.2型真空冻干试验机的工况特点,设计了基于可重组虚拟仪器的冻干物料含水率在线测量系统,可实时采集、分析计算、存储和显示物料的质量、含水率和失水率等相关参数.并绘制含水率和失水率的变化曲线,为冻干工艺过程的判别与调控提供了准确的数据.系统运行结果表明.物料质量的相对测量误差小于0.5%,含水率的绝对测量误差小于0.5%.满足冷冻干燥生产工艺过程监控的要求.