[发明专利]一种森林土壤参数测量装置及方法

权利要求书

1.一种森林土壤参数测量装置，其特征在于，包括：土壤水分检测模块、土壤电导率检测模块、土壤温度检测模块、电源、电源控制模块、时钟模块和处理器；

所述土壤水分检测模块包括探头，所述土壤电导率检测模块包括所述探头，所述土壤温度检测模块和所述探头安装在一个安装体上；

所述时钟模块和所述处理器连接，用于向所述处理器提供时钟信号；

所述处理器和所述电源控制模块连接，用于根据所述时钟信号向所述电源控制模块输出控制信号；

所述电源分别和所述土壤水分检测模块、土壤电导率检测模块、土壤温度检测模块连接，所述电源控制模块和所述电源连接，用于根据所述控制信号将电源输出给所述土壤水分检测模块和土壤温度检测模块，或输出给所述土壤电导率检测模块和土壤温度检测模块。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述安装体包括空心管、三个PVC管和锥形头部；所述探头为双环式探针探头，所述双环式探针探头包括两个金属环探针，所述空心管、一个所述PVC管、一个所述金属环探针、第二个所述PVC管、另一个所述金属环探针、第三个所述PVC管和所述锥形头部依次连接，所述土壤温度检测模块嵌在所述锥形头部内侧。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述土壤水分检测模块还包括：信号源、传输线和检波测量电路；

所述信号源通过所述传输线连接所述探头，所述传输线上的两点连接所述检波测量电路；

所述信号源，用于为所述探头提供入射信号；

所述探头，用于在接收到所述入射信号时反射回部分入射信号，以使反射信号和所述入射信号在所述传输线上叠加形成驻波；所述反射信号为反射回的入射信号；

所述检波测量电路，用于检测形成驻波的传输线上两点的电压。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述检波测量电路连接所述处理器；

所述检波测量电路，还用于将所述两点的电压传输至所述处理器；

所述处理器，用于根据所述两点的电压计算土壤含水率。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述土壤电导率检测模块还包括芯片，所述芯片的两个管脚连接所述探头；

所述芯片，用于产生并输出预设发射频率的激励信号，并将所述激励信号传输至所述探头，接收所述探头反射回的激励信号，并根据所述反射回的激励信号获取与所述预设发射频率对应的电阻值和电抗值

所述探头，用于接收并反射回激励信号。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述芯片连接所述处理器；

所述芯片，还用于将所述电阻值和电抗值传输至所述处理器；

所述处理器，用于根据所述电阻值和电抗值计算土壤电导率。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述土壤温度检测模块连接所述处理器；

所述土壤温度检测模块，用于检测土壤温度，并将所述土壤温度传输至所述处理器；

所述处理器，用于根据所述土壤温度对所述土壤含水率和所述土壤电导率进行修正。

8.根据权利要求1或7所述的装置，其特征在于，所述土壤温度检测模块为DS18B20型号的数字温度传感器。

9.一种基于权利要求1和4中任一项所述的森林土壤参数测量装置的森林土壤参数测量方法，其特征在于，包括：

所述时钟模块向所述处理器提供时钟信号；

所述处理器根据所述时钟信号向所述电源控制模块输出控制信号；

所述电源控制模块根据所述控制信号将电源输出给所述土壤水分检测模块和土壤温度检测模块，或输出给所述土壤电导率检测模块和土壤温度检测模块。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

信号源为所述探头提供入射信号；

所述探头在接收到所述入射信号时反射回部分入射信号，以使反射信号和所述入射信号在所述传输线上叠加形成驻波；所述反射信号为反射回的入射信号；

检波测量电路检测形成驻波的传输线上两点的电压，将所述两点的电压传输至所述处理器；

所述处理器根据所述两点的电压计算土壤含水率。