[发明专利]一种便携式土壤多参数原位测定及校准装置的使用方法

说明书

本发明公开了一种便携式土壤多参数原位测定及校准装置的使用方法，由触摸式人机交互仪表面板，多参数数据测量及校准嵌入式主板和防水型便携式结构组成。采用本发明的装置提出的必须进行原位土壤上的土壤类传感器的稳定测量参数获取方法，去除土壤本身干扰信号，更科学，更接近真实数据，误差小，本发明的装置获取的空间信息，包括经纬度和土壤深度，不仅进行时间轴的数据记录，还进行了空间轴信息记录，非常适用于野外调查过程中土壤空间数据统计分析，大大提高土壤调查工作中效率。

技术领域

本发明属于一种便携式土壤多参数原位测定及校准装置的使用方法，涉及具备准确测量和原位校准当前土壤类传感器(土壤含水量、土壤温度、土壤电导率/土壤盐分、土壤pH、土壤氧化还原电位等传感器)的便携式智能仪表领域，具体是便携式土壤多参数原位测定及校准装置。

背景技术

近年来随着数字农业、精准农业、物联网农业、智慧农业、生态环境监测、防汛抗旱水资源监测的大量需求，已推动了土壤类传感器的发展。各种不同类型的土壤传感器近几年发展迅速，种类繁多，现有的各传感器厂家的产品输出信号有以下几种类型：电压、电流、485数字、SDI-12、232数字、频率。然至今没有统一标准，所以对应的读数仪表都是各厂家自己配套，市面上出售的配套仪表根据各自厂家自己标定的土壤标样进行写入各自的计算公式。

据国内外研究表明，由于土壤介质在全球分布范围内，其土壤类型(土壤机械组成)、土壤有机质、土壤盐分、土壤孔隙、土壤溶液可溶性成分具有空间差异性，每一种土壤传感器都难于用一个通用的测量方程去准确(1％全量程误差)评估全球各地的土壤测量参数，为了达到准确测量的目的，往往需要用户使用土壤类传感器时必须进行原位校准或率定。而厂家使用自己标定的计算公式，即应用较少的样本进行统计分析和归纳出厂的率定曲线和方程，往往在实际现场使用时测量效果不佳，甚至出现测量错误。

土壤类传感器一般应用场景分为固定式数据采集和移动巡航式数据采集，当前固定式数据采集方式存在以下问题：(1)传感器校准或率定参数不准；(2)传感器运行期内存在土壤孔隙影响引起数据急剧变化；(3)地理位置信息人为干预而采集不准确等问题。移动巡航式数据采集往往使用一个读数仪表进行操作，当前存在以下的问题：只具备显示功能，常出现掉电时间信息不准，传感器较多只能用厂家设定计算方式进行，没有计量校准相关的标准。

在土壤类测量设备的专利中，现有专利都将仪表看作测量显示设备进行了保护。如中国专利号CN103837665B公布了一种点阵式土壤负压/含水量测量装置，中国专利号CN203519604U是一种微波雷达测深土壤水分测试仪，中国专利号CN2098033U是电势差式土壤含水量计，中国专利号CN102788566A是一种土壤表面粗糙度测量板及测量方法，中国专利号CN102288643A是土壤中有机质的测量方法及装置等，这些专利都将仪表作为一种测量方法的显示装置进行专利保护。

还有一部分如中国专利号CN2045494U是关于多功能土壤分析仪，专利号WO2014094381A1是一种土壤表面氮元素分布的快速测量方法和系统，专利号CN201765468U是一种通用信号输入数显控制仪表，专利号CN104244697A是土壤条件的监测与控制装置，这些专利技术中描述的仪表除了测量以外还具备分析和控制功能。

除了土壤类仪器仪表和设备专利外，中国专利号CN205158065U是一种基于蓝牙的便携式双通道传感器采集装置，实现两类传感器信号的直接测量、记录、存储及自动远程传输；中国专利号CN102514491A是一种汽车仪表显示装置，可科学有序显示多种汽车功能和车况信息，以及提示各种故障信息；中国专利号CN202098288U是一种基于汽车总线的虚拟仪表系统，将各种显示状态有机组合，形成一个智能辅驾系统；中国专利号CN101949713B是改进现有的汽车组合仪表，使其具有带诊断功能的串行通讯接口，配合使用汽车仪表诊断器，实现对出现故障的具体仪表、故障原因和采样值误差量化的精确诊断，为准确地判定故障部件提供直接依据，进而缩短维修时间、有效地降低检修成本。以上这类专利提及到的仪表除了具备测量、分析、控制外，由于应用场景富含多类传感器数据，故还具备了如故障诊断相关的专利技术。