| 基于加热光纤分布式温度传感器的土壤含水率测定方法 |
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| 引用本文： | 胡优,李敏,任姮烨,司炳成. 基于加热光纤分布式温度传感器的土壤含水率测定方法[J]. 农业工程学报, 2019, 35(10): 42-49 |
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| 作者姓名： | 胡优 李敏 任姮烨 司炳成 |
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| 作者单位： | 西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室;萨斯喀彻温大学土壤科学系 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金项目（41601222、41630860）；西北农林科技大学基本科研业务费专项资金项目（2452017317） |
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| 摘 要： | 为探讨加热光纤分布式温度传感技术测量土壤含水率不同方法的可行性,通过室内土槽试验,加热埋设于砂土的碳纤维光纤,利用分布式温度传感器测量不同含水率下沿光纤的温度变化,建立最大升温值、累积升温值和热导率与土壤含水率的关系,并比较这3种方法推求土壤含水率的测量精度。结果表明,光纤的温度波动随采样间距的增大或时间间隔的增大均减小,合理的采样间距和时间间隔设置能控制温度波动小于±0.1℃。在低(0～0.1 m~3/m~3)、中(0.1～0.2 m~3/m~3)和高(0.2～0.35 m~3/m~3)3个含水率水平,热导率法的测量精度均高于最大升温值法和累积升温值法,并且3种方法的测量精度均随含水率增加而降低;热导率法的均方根误差为0.015 m~3/m~3,低于最大升温值法(0.038 m~3/m~3)和累积升温值法(0.050 m~3/m~3)。研究对高时空分辨率精确获取田间尺度土壤墒情信息发展精准农业具有重要意义。
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| 关 键 词： | 土壤；含水率；热导率；光纤；碳纤维；分布式温度传感器 |
| 收稿时间： | 2018-09-23 |
| 修稿时间： | 2019-03-10 |
Measurement of soil water content using distributed temperature sensor with heated fiber optics |
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| Hu You,Li Min,Ren Hengye and Si Bingcheng. Measurement of soil water content using distributed temperature sensor with heated fiber optics[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 2019, 35(10): 42-49 |
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| Authors: | Hu You Li Min Ren Hengye Si Bingcheng |
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| Affiliation: | 1. Key Laboratory of Agricultural Soil and Water Engineering in Arid and Semiarid Areas, Ministry of Education, Northwest A&F University, Yangling 712100, China,1. Key Laboratory of Agricultural Soil and Water Engineering in Arid and Semiarid Areas, Ministry of Education, Northwest A&F University, Yangling 712100, China,1. Key Laboratory of Agricultural Soil and Water Engineering in Arid and Semiarid Areas, Ministry of Education, Northwest A&F University, Yangling 712100, China and 1. Key Laboratory of Agricultural Soil and Water Engineering in Arid and Semiarid Areas, Ministry of Education, Northwest A&F University, Yangling 712100, China; 2. Department of Soil Science, University of Saskatchewan, Saskatoon S7N5A8, Canada |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | soils water content thermal conductivity fiber optics carbon-fiber distributed temperature sensor |
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