[发明专利]基于单片机的喷灌土壤积水时刻识别实验系统及使用方法

权利要求书

1.基于单片机的喷灌土壤积水时刻识别实验系统，其特征在于，包括：

土壤入渗设备，包括土样杯和平衡杯，所述土样杯中盛装有土壤，所述土样杯通过管道与所述平衡杯连接；

喷灌设备，用于对所述土样杯中盛装的土壤进行喷灌；

控制单元，与所述喷灌设备连接，用于控制所述喷灌设备。

2.根据权利要求1所述的基于单片机的喷灌土壤积水时刻识别实验系统，其特征在于，所述喷灌设备包括供水杯、供水泵和喷头，所述供水泵的进水端通过管路与所述供水杯连接，所述供水泵的出水端通过管路与所述喷头连接，所述喷头设置在所述土样杯的上方。

3.根据权利要求2所述的基于单片机的喷灌土壤积水时刻识别实验系统，其特征在于，所述土样杯的外壁上设有两个湿度传感器，其中一个所述湿度传感器设置在靠近土壤表面处，另一个所述湿度传感器设置在所述土样杯中部。

4.根据权利要求3所述的基于单片机的喷灌土壤积水时刻识别实验系统，其特征在于，所述土样杯的外壁设有两个用于插装所述湿度传感器的孔。

5.根据权利要求3所述的基于单片机的喷灌土壤积水时刻识别实验系统，其特征在于，所述供水泵的管路上设有流量传感器。

6.根据权利要求5所述的基于单片机的喷灌土壤积水时刻识别实验系统，其特征在于，所述湿度传感器和所述流量传感器分别与所述控制单元连接。

7.根据权利要求1所述的基于单片机的喷灌土壤积水时刻识别实验系统，其特征在于，所述控制单元包括主控单元和显示平台，所述主控单元为单片机，所述单片机采用STM32单片机。

8.根据权利要求1所述的基于单片机的喷灌土壤积水时刻识别实验系统，其特征在于，所述平衡杯中设有平衡管，所述平衡管贯穿并延伸出所述平衡杯的底部，所述平衡管的底部设有渗漏杯。

9.根据权利要求8所述的基于单片机的喷灌土壤积水时刻识别实验系统，其特征在于，还包括补水杯，所述补水杯通过补水泵向所述平衡杯供水。

10.基于单片机的喷灌土壤积水时刻识别实验系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，调节平衡杯中平衡管的高度，通过补水泵注水，改变平衡杯水面的高度，进而控制土样杯中土壤地下水的高度，实现土壤初始含水率的控制；

S2，设置目标喷灌流量，使用喷头对土样杯中的土壤进行喷灌，同时单片机的计时器开始计时；

S3，根据达西公式：R₀为喷灌强度，θ为含水率，K(θ)为土壤导水率，为含水率梯度；

随着土壤湿度的增大土壤导水率随之增大，则的绝对值减小，土壤的入渗率不断减小，当土壤表面的含水率接近饱和含水率的时候，土壤表面出现积水；当土壤表面的湿度传感器值接近饱和的时候，计时器停止计时；并关闭供水泵，停止喷灌；

S4，单片机通过SPI协议将土壤的积水时间显示到OLED屏幕上面，进行记录。