[发明专利]农田土壤垂直剖面水分测量方法及装置

权利要求书

1.一种农田土壤垂直剖面水分测量方法，其特征是包括以下步骤：

通过对不同敏感元件测得在空气中的频率、水中的频率及土壤中的频率计算得到归一化频率，由单个敏感元件感知安装管套管外垂直深度土壤体积水分，影响径向距离为5-10cm；

采用立体式多层级结构，由田间试验数据建模，由土壤剖面体积含水量等值法及皮尔森(Pearson)相关系数法分析农田土壤垂直剖面水分动态分布特征及变化规律；

由欧氏距离的聚类算法以及以作物植株叶片相对含水率确定层级深度位置，分析计算确定土壤垂直剖面水分自变量的因子；

通过土壤水分定量反演基于不同深度处土壤体积含水量的拟合关系，反演垂直剖面其他深度处土壤体积含水量及不同剖面深度土壤供水量。

2.一种农田土壤垂直剖面水分测量装置，其特征是包括安装管套管、空心圆柱状电极、绝缘管柱、基带同轴电缆、液相空心水柱、阻抗板和核心处理器，所述安装管套管外壁与土壤紧密贴合，且垂直于地表，由绝缘柱管柱内的基带同轴电缆与两个空心圆柱状电极连接构成土壤水分敏感元件；土壤水分敏感元件在绝缘柱管柱中的布设位置由田间试验建模得出，多个土壤水分敏感元件进行多层次组合，形成立体式多层级结构。

3.根据权利要求2所述的农田土壤垂直剖面水分测量装置，其特征在于，所述土壤水分敏感元件连接阻抗板，阻抗板中压控高频振荡电路两端分别连接所述敏感元件及低噪放大电路，所述低噪放大电路与谐振分频电路联通，所述谐振分频电路连接核心处理器。

4.根据权利要求2所述的农田土壤垂直剖面水分测量装置，其特征在于，所述立体式多层级结构的土壤水分敏感元件置于安装管套管内，地表上部分布两组土壤水分敏感元件，地表上第一组土壤水分敏感元件经安装管套管无外物包裹，第二组土壤水分敏感元件由液相空心水柱包裹。