时域反射仪（TDR）及其应用

时域反射仪（ＴＤＲ）是新发展起来的土壤含水量测定仪器。它以快速、方便、无需标定以及便于自动观测记录等优势特征受到广泛的关注。本文较为全面的介绍了时域反射仪的发展过程、工作原理、应用范围以及使用中要注意的问题。对帮助全面了解这一新的土壤含水量测定技术以及在实际工作中正确的使用这一先进技术促进科研工作进行都具有一定的意义。     

时域反射仪研究进展 及在灌溉学科中应用

时域反射仪(Time Domain Reflectometry)或称为TDR,是一种无辐射危害不损坏土壤结构,间接快速测试土壤或基质容积含水量和表面介电常数的先进仪器。本文就时域反射仪的原理、研究发展和在土壤学科研究中的应用等方面进行论述。     

时域反射仪研究进展及在灌溉学科中应用

时域反射仪（ Ｔｉｍ ｅ Ｄｏｍ ａｉｎ Ｒｅｆｌｅｃｔｏ ｍｅｔｒｙ） 或称为 Ｔ Ｄ Ｒ,是一种无辐射危害不损坏土壤结构,间接快速测试土壤或基质容积含水量和表面介电常数的先进仪器。本文就时域反射仪的原理、研究发展和在土壤学科研究中的应用等方面进行论述。     

时域反射仪测定土壤水分的研究进展

时域反射仪测定土壤水分的研究进展龚元石（中国农业大学农业水管理研究所北京１０００９４）１引言ＴＤＲ是一门有关电的检测技术，由于被广泛地用于查明电缆线上的错误信号而被称为电缆雷达。从７０年代末期起，为了准确测定土壤含水量，一些研究者开始对ＴＤＲ技术产生...     

应用时域反射仪快速标定中子水分仪

为提高田间标定效率并减少土壤空间变异对标定方程的影响,利用时域反射仪来快速标定中子水分仪。埋设中子管时边钻孔、边观测土壤岩性,同时用TDR测体积含水量。用中子仪测放射性计数,测量计数除以标准计数得到计数率比,从而得到体积含水量与计数率比关系曲线。试验结果表明:①沙壤和粉沙可以使用同一个标定方程:y=41.989x+14.989,R2=0.8539;②容重不影响标定结果,但是0~30 cm深度不适合使用中子仪测量土壤水分;③研究区内埋深30 cm以下,使用TDR标定中子仪的标定方程为:y=53.139x+10.397,R2=0.968;④TDR适用性分析表明对于研究区内的沙壤和粉沙,TDR可以直接测定其体积含水量,适合对中子仪进行标定。因此,这是一种快速有效的田间标定中子仪新方法。     

土壤水分测量中相位差检测算法的实验与研究

TDR时域反射法是近些年发展起来的一种测定土壤含水量的新技术,因其快速、简便、高可靠性、高精度等优点受到越来越多的关注。为此,介绍一种在TDR时域反射法基础上发展起来的基于相位检测法的土壤水分测量技术,即基于相位检测的时域反射测量法(P-TDR)。针对时间差检测过程中的相位多值问题,提出了确定相位差测量值范围的解决算法,以及实际应用时的解决办法。同时,采用相位检测法设计的传感器对土壤水分测量的结果与烘干法的测量结果进行比较,验证了该方法的可靠性。     

TDR技术及其在土壤水分及土壤溶质测定方面的应用

测量土壤含水量有许多方法 ,称量法费时费力 ,不能原位重复测量 ,中子仪法测量土壤表层含水量时 ,特别是在低含水量测量时由于中子的泄漏而测不准确。时域反射仪 ( TDR)为表层土壤的精确测量提供了有效的手段 ( Nielson,1 995)。用 TDR测量土壤含水量由 Topp( 1 980 )首创 ,近 2 0年来 ,无论是在技术上还是应用上都得到了长足的发展。近年来 ,出于对植物营养需求及溶质输运的研究 ,特别是无机污染物迁移的研究的兴起 ,使得迅速测定土壤溶液的化学组成变得越来越重要。以往土壤溶液组成的测定是用真空陶土头抽提土壤水溶液进行分析 ( Rho…     

基于时域反射法土壤探头的性能研究

TDR时域反射法(Time Domain Refletrometry)是近些年发展起来的一种测定土壤含水量的新技术,因其快速、简便、高可靠性、高精度等优点受到越来越多的关注.为此,介绍了基于相位检测的TDR时域反射法土壤探头的测试原理以及结构组成,从理论上推导出该土壤探针采用PVC绝缘涂层和增加探针首端与同轴电缆同的阻抗变换能够有效地增大测量值的线性范围,改善土壤水分含量与信号传播时间间的线性关系.从土壤针绝缘涂层的对比实验和阻抗变换影响的对比实验中验证了上述结论.     

时域反射仪测定高含盐土壤盐分研究

采用室内试验的方法,通过使用时域反射仪(TDR100)测定不同含盐量及不同含水率土样的电导值,与采用电导率仪测定的土壤溶液电导值及烘干法测得的含水率值进行比较。结果表明,它们之间存在显著的线性关系。并根据测定结果得到标定公式,提出使用TDR测定高含盐量土壤含盐量的方法。试验结果可为河套灌区野外测定土壤含盐量提供参考。     

时域反射仪对水分非均匀分布土壤含水率的测定

为了评估时域反射仪测定水分非均匀分布土壤的含水率的性能，该研究在室内试验中将土柱纵向分为上下2层，设置土壤水分差为0.05、0.10和0.15 cm3/cm3 3种情况，进行不同含水率梯度下水分非均匀分布对该仪器测定土壤含水率的影响试验，并在田间试验中进行了实地测试。结果表明，在室内新型时域反射仪随着上下2层土壤含水率梯度差的增加，测定土壤含水率的均方根误差略有增大，在水分分布相对均匀的土壤中测定土壤含水率的均方根误差小于 0.028 cm3/cm3。在田间竖直埋设探头，上湿下干和上干下湿的土壤     

不同灌水次数对枸杞土壤水分动态变化规律的影响研究

利用时域反射仪,对不同灌水次数下土壤含水量的变化进行了研究,分析了不同灌水定额下的土壤含水量随深度变化的特征。结果表明：土壤含水量变化的深度一般在0-100cm内,尤其0～60cm土层变化尤为激烈,在100～180cm范围内各处理土壤水分变化不明显,按枸杞土壤水分运移规律将0～180cm土层进行划分,土壤湿度垂直分布分...     

测试土壤含水率和电导率的时域反射仪系

研究了用于土壤参数测试的时域反射仪(TDR)系统原理与电路实现方法.根据系统设计要求设计出时域反射仪样机,该样机脉冲发生电路产生140 ps上升沿的时域脉冲,接收电路等效采样精度为8.69 ps,并设计了时域反射仪系统控制程序,给出了程序的系统控制和数据处理流程图.利用研制的TDR样机对两种土壤样本的相对介电常数进行了测试,反演了土壤样品的体积含水率,同时利用采集波形反演计算出不同湿度土壤样品的体积含水率和体积电导率,反演体积含水率与称量法测的结果接近,测试误差均小于4%.     

基于相位检测原理的TDR土壤电导率测量研究

介绍了基于相位检测的时域反射（P-TDR）技术的工作原理。对8种不同盐分含量的砂壤土土样在5个含水量水平下进行实验,结果显示,信号的反射系数随电导率增加单调减小。分别采用线性和二次多项式对测量结果进行建模实验,并选择二次多项式为P-TDR电导率测量模型,模型的决定系数达0.812以上。土壤含水量对电导率测量有较大影响,在分析了土壤含水量与多项式系数关系的基础上,最终建立了以土壤含水量和反射系数为变量的土壤电导率预测模型。土壤质地等因素对P-TDR电导率测量的影响还需通过田间现场测量实验进行研究。     

大棚茄子需水量的质量测定方法探讨

根据时域反射仪(TDR)、E601蒸发皿和质量法测量获得的茄子需水量的结果,探讨了后两种方式测量的精度和误差。以时域反射仪(TDR)的测量数据为参照进行误差分析表明,E601蒸发皿的测量值中误差为0.98,质量法测量值中误差为0.28。建立了质量法测定大棚茄子需水量的计算模型,对大棚茄子需水量计算以及灌溉管理和灌溉系统设计有一定的参考作用。     

中子散射法测量土壤水分时标定方法的概述

对近年来中子水分仪测定土壤容积含水量时的标定方法进行综述,总结了国内外常用的中子水分仪测定土壤容积含水量的原理,并从不同的标定地点、标定方法、标定方程、数据处理等方面分别论述,对各类测定方法的优缺点进行了简要评述;同时介绍了一些新兴的标定技术。     

大型蒸渗仪内土壤含水量剖面分布的量测技术研究

大型蒸渗仪内土壤含水量剖面分布的量测技术研究杨新民张建丰王文焰沈冰（西安理工大学西安７１００４８）蒸渗仪（Ｌｙｓｉｍｅｔｅｒ）是一种装满土壤、置于田间地下的反映自然环境、表面裸露或生长有植物的容器，以及用一定方式测定向上或向下离开土体的水和其它物质运...     

用TDR快速确定非饱和土中水分的入渗锋面

对低含水量土壤进行灌溉时在土壤中会形成水分的入渗锋面,垂直插入的ＴＤＲ信号可以在水分锋面形成的二次反射。由ＴＤＲ时（时域反射仪）测得的折合介电常数,平均含水量和锋面反射波三种方法来确定表土在非饱和灌溉条件下水分入渗锋面,与水分实际入渗距离进行对比分析表明用介电常数测得的锋面比用土壤水分计算结果准确,在初始入渗时,只有用锋面反射波方法计算的入渗深度才是可行的。     

用TDR快速确定非饱和土中水分的入渗锋面

对低含水量土壤进行灌溉时在土壤中会形成水分的入渗锋面,垂直插入的ＴＤＲ信号可以在水分锋面形成二次反射。由ＴＤＲ（时域反射仪）测得的折合介电常数,平均含水量和锋面反射波三种方法来确定表土在非饱和灌溉条件下水分入渗锋面,与水分实际入渗距离进行对比分析表明用介电常数测得的锋面比用土壤水分计算结果准确,在初始入渗时,只有用锋面反射波方法计算的入渗深度才是可行的。     

应用时域反射仪测定非饱和土壤水力传导度

利用垂直土柱上渗法测定非饱和土壤水力传导度,其可靠性和精度难以保证。针对这一问题,应用瞬时剖面法的原理,利用时域反射仪自动、连续监测多点土壤含水率的优点,对非饱和土壤水力传导度的测量方法进行了改进,并与以往的实验方法进行了对比。改进后的方法不仅简化了计算,而且提高了实验精度。     

行间覆膜对玉米根系层土壤水分动态及产量的影响

2007年在黑龙江省甘南县进行了行间覆膜对玉米根系层土壤水分动态及玉米产量影响的试验研究,在玉米全生育期,采用时域反射仪(TDR)对土壤水分指标进行观测,分析了玉米全生育期农田土壤水分动态变化过程。在收获后对玉米进行测产分析。结果表明:行间覆膜与常规耕作比较,有效地提高了土壤含水量,具有较好的节水作用;玉米增产效果明显。