摘要：针对谷物水分传感器安装困难的问题,基于边缘电容效应设计一种同心圆平面电容式水分传感器探头。通过建立仿真模型,分析可行性,并通过试验研究探头结构变化对探头测量灵敏度和测量范围的影响,最终确定探头尺寸结果的最优组合。当电极的极间距与宽度的比值为5、驱动电极的数量为1时,传感器探头的灵敏性和测量范围最优。以小麦为研究对象,试验表明小麦含水率与输出电容值之间存在二次线性回归,并研究温度对输出电容的影响,建立水分检测模型,在温度为-5℃~40℃、含水率为10%~30%内,相关系数R2为0.997,均方根误差RMSE为0.359。所设计的传感器探头可以满足不同时期小麦含水率测量精度需求,为小麦水分检测提供一种新的传感器探头形式及设计方法。

摘要：根据时域传输TDT法,设计了灌木茎体含水率测量装置。装置由高频信号源、同轴传输线、缠绕式探头及相位比较电路4部分组成。高频电磁波在不同介质中的传播速度不同,表现为在不同介质中的传播相位不同,而含水灌木介电常数的大小主要取决于其含水率的大小,因此通过测量电磁波在同轴电缆上A和缠绕于灌木茎体上探头B的相位差来获取灌木的含水率。选择吸水棉棒来模拟不同含水率的灌木,研究高频信号源工作频率、探头结构对相位差的影响。实验表明,当探针长度为60 cm,信号源频率为50 MHz和100 MHz时,A、B两路电磁波信号的相位差与棉棒吸水率变化呈单调性,且具有良好的相关性。

摘要：为优化土壤水分传感器的埋设位置,该文针对宁夏日光温室滴灌黄瓜田间的土壤水分传感器埋设位置进行优化试验,确定出最佳埋设深度和宽度。利用最小二乘法对澳大利亚生产的MP406土壤水分传感器进行标定,得到水分利用效率的拟合值与实测值的相关性系数为0.9906。设计了多路数据自动采集监测与灌溉系统,可同时获取不同处理的18个水分传感器数据,通过远程客户端实时下载和监控水分数据并实现自动灌溉,通过远程手机短信监控功能,进行手机短信命令控制一个或多个处理的实时灌溉,系统可同时测量不同处理的灌水量。计算水分利用效率和产量,分析传感器水分数据的差异和相关系数,确定出土壤水分传感器在宁夏日光温室滴灌黄瓜田间的最佳埋设深度和宽度位置,该研究方法为确定土壤水分传感器的埋设深度及宽度提供可行的参考方案。

摘要：为准确掌握土壤墒情信息,针对农田环境下不同作物根区土壤含水率变化难以实时观测的问题,对土壤剖面水分传感器探头进行了仿真,并通过试验验证,给出了传感器探头设计尺寸的优选方案。在建立传感器探头微量化平面电容二维模型的基础上,分析了传感器探头结构变化对探头微量化平面电容周围电场强度和电容变化的影响,确定了探头结构尺寸的最优组合。当探头铜环电极外径40 mm、内径38.4 mm、轴向长度20 mm、轴向间距15 mm时,探头的灵敏性和探测范围最优。试验结果表明,本文研究的土壤剖面水分传感器测量精度为±1.42%,具有很高的稳定性和一致性。所设计的传感器探头可以根据实际测量深度需要任意组合,满足不同作物根区深度的土壤含水率测量需求。

摘要：设计了一种能远距离操作与控制、低成本的无线频域水分传感器WFMS.该传感器根据Hilhorst提出的基于频域测量原理而设计,集成了土壤水分和水层深度测量功能,可以进行无线计算和传输,尤其适合在稻田水分精准监控管理中进行应用.该传感器包括传感器采集模块、处理器模块、通信模块和供电模块四大部分.传感器标定实验表明,本传感器在稻田土壤含水量30%以上到8cm水层深度范围内,对土壤水分含量测量误差不超过5%,对1～8cm水层深度测量误差不超过0.5cm.传感器成本降低至国内类似组合产品的20%左右.

摘要：基于弥散场电容检测的原理设计了一种封装在柔性电缆中的粮食水分传感器,可分布安装在粮仓内对储藏的粮食进行水分在线监测。经过校正,可以实现储粮水分±0.5%以内的在线检测精度。

摘要：针对我国西部地区抗旱播种作业人力、物力投入大,效率低的问题,借鉴精细农业变量作业的思想,集成应用微控制器、传感器及变量控制技术,设计了一种基于水分传感器、可实时根据土壤水分含量高低而自动改变施水量的玉米穴施水穴播机;提出和设计了由主、副微处理器组成的双核控制方案,实现了在穴播的同时进行穴施水作业,达到了既抗旱又节水的目的。采用交替表面施播和正常施播法进行了田间水种同步的试验,试验结果表明,种子与施水区域中心平均距离为2.5cm,同步率可达95%。

摘要：随着农业现代化的发展,大田及各种大棚环境条件下的作物栽培对灌溉的要求越来越高,基于用土壤水分传感器的精准灌溉系统正逐步应用到设施农业当中。由于土壤水分传感器测定土壤水分含量时受土壤质地和压实程度的影响较大,为减小测定误差设计了相关试验,通过研究明确了在同一土壤水分条件下(15%)土壤容重与水分传感器输出电压值的关系。提出了用田间原状土对土壤水分传感器进行水分特征曲线的标定方法,并在生产中得到了应用,降低了精准灌溉系统土壤水分测定的误差。

摘要：种子烘干机的关键在于利用种子水分传感器来实现种子含水率的在线无损检测,优化种子水分传感器的结构,提高传感器的测量性能,对提升种子烘干机的烘干质量和工作效能具有重要作用。为此,研究了一种同面弧面电容式种子水分传感器,结合COMSOL有限元仿真软件,采用数值求解的方法计算传感器的电容值,着重考察传感器的极板尺寸、极板间距对传感器性能的影响,以此实现对传感器结构参数的优化,并试制传感器原型进行试验验证。初步试验结果表明:根据优化结构参数设计的电容传感器在测量精度上有所提高,在0~20%的含水率范围内以1%的绝对精度实现对蔬菜种子含水率的测量,符合实际应用要求,验证了检测方法的可靠性。