專利名稱：土壤剖面電導(dǎo)率測(cè)量方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電導(dǎo)率測(cè)量方法及裝置，尤其是涉及一種土壤剖面電導(dǎo)率測(cè)量方法及
直O(jiān)
背景技術(shù)：
鹽分是鹽堿土壤質(zhì)量和作物產(chǎn)量的重要影響因子，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致農(nóng)用土壤的荒棄。 為了有效地管理和利用圍墾的濱海鹽土，為土壤管理提供科學(xué)的決策依據(jù)，需要對(duì)土壤鹽 分進(jìn)行頻繁的監(jiān)測(cè)。類似挖掘、鉆孔和錐形透度計(jì)等侵入式的采樣模式是土壤剖面采樣最 常用的方法，但由于費(fèi)時(shí)且費(fèi)用高等不利因素限制了這類方法只能采集有限的采樣點(diǎn)，不 適合進(jìn)行大面積的土壤剖面鹽分調(diào)查。因此，急需一種非侵入式的廉價(jià)而且便捷的剖面探 測(cè)技術(shù)。傳統(tǒng)的剖面電導(dǎo)率測(cè)量方法是通過挖掘出土壤剖面后測(cè)定的，主要方法有(1) 采集土壤樣品，經(jīng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)測(cè)定電導(dǎo)率值；(2)采用土壤電導(dǎo)率測(cè)試裝置進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量。 該類裝置基于“電流_電壓四端法”的接觸式設(shè)計(jì)，如美國(guó)VerisTechnology公司生產(chǎn)的 Veris3100 土壤電導(dǎo)率檢測(cè)儀，在測(cè)量時(shí)不需要取樣，相對(duì)更加便捷(Jabro J D，Evans R G, Stevens W B, et al. Repeatability of SoilApparent Electrical Conductivity Measured by the Veris 3100 Sensor. Soil Science, 2008，173 :35_45)。但這兩種方法的 前期挖掘剖面的準(zhǔn)備工作費(fèi)時(shí)費(fèi)力，為了能夠提高效率，研究者們開發(fā)了新的方法。利用基于電磁感應(yīng)原理的非侵入式設(shè)計(jì)來獲取剖面土壤電導(dǎo)率，即向儀器內(nèi)部的 發(fā)射線圈通入交變流電，而用接受線圈來感應(yīng)土壤中磁場(chǎng)的變化，通過所測(cè)磁場(chǎng)的變化來 表征土壤電導(dǎo)率(Soil Apparent Electrical Conductivity，ECa)。該類型設(shè)備的典型 代表產(chǎn)品是加拿大Geonics公司生產(chǎn)的EM38，該儀器外形呈條形，重量較輕，與高精度的差 分GPS連接，對(duì)地表進(jìn)行掃描就能快速獲取帶有二維空間坐標(biāo)的土壤剖面電導(dǎo)率。EM38在 水平模式下的探測(cè)深度為0. 75m，垂直模式下的探測(cè)深度達(dá)1. 50m，但測(cè)得的電導(dǎo)率是整個(gè) 1. 5米土壤剖面電導(dǎo)率的狀況，只有一個(gè)測(cè)量值，不能獲得1. 5米土壤剖面中逐層的土壤電
—^^lJ(McNeill J D. Electromagnetic terrain conductivity
measurementat low induction numbers. Tech. Note TN-6. Geonics, ON,Canada,1980)。因此，有學(xué)者通過建立地表測(cè)量的土壤電導(dǎo)率ECa與不同土層深度實(shí)測(cè)電導(dǎo)率 的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛠慝@取剖面電導(dǎo)率(Slavich P G. Determining ECa depth profilesfrom electromagnetic induction measurements. Aust. J. Soil Res,1990, 28 :443_452)。 盡 管該類型模型的預(yù)測(cè)精度較高，但實(shí)踐證明該類型模型推廣到土壤屬性不同的田塊剖 面電導(dǎo)率預(yù)測(cè)時(shí)需要重新進(jìn)行校正(Borchers B, Uram T, Hendrickx J MH. Tikhonov regularization of electrical conductivity depth profiles in field soils. SoilSci. Soc. Am. J, 1997，61 :1004-1009)。因此，有必要建立一種通用的土壤剖面電導(dǎo)率預(yù) 測(cè)模型，并設(shè)計(jì)新的裝置來快速測(cè)量距離表土不同高度的土壤電導(dǎo)率ECa，采用EM38電導(dǎo) 率剖面電磁感應(yīng)響應(yīng)模型通過解最小二乘問題的方法來預(yù)測(cè)電導(dǎo)率。
在上述研究中，對(duì)同類土壤電導(dǎo)率測(cè)量裝置及剖面電導(dǎo)率預(yù)測(cè)方法的研究尚未見 報(bào)道
發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有土壤電導(dǎo)率檢測(cè)儀不能直接測(cè)量三維剖面電導(dǎo)率的缺陷，本發(fā)明的 目的在于提供一種土壤剖面電導(dǎo)率測(cè)量方法及裝置。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一、一種土壤剖面電導(dǎo)率測(cè)量方法，該方法的步驟如下1)裝置定位將裝置移動(dòng)到待測(cè)土壤地表，并通過土壤電導(dǎo)率檢測(cè)儀上的GPS設(shè) 備自動(dòng)記錄地理位置信息；2) 土壤電導(dǎo)率檢測(cè)儀歸零校正通過裝置上的第一步進(jìn)電機(jī)把土壤電導(dǎo)率檢測(cè) 儀抬高到距離地面1. 5m高的位置，再通過第二步進(jìn)電機(jī)，來控制土壤電導(dǎo)率檢測(cè)儀的水平 和垂直位置，進(jìn)行歸零校正程序；3)自動(dòng)升降并記錄數(shù)據(jù)通過升降土壤電導(dǎo)率檢測(cè)儀在0.05 1.5m之間采集N 個(gè)高度水平、垂直模式下的電導(dǎo)率，土壤電導(dǎo)率檢測(cè)儀的高度和角度分別由施加在第一步 進(jìn)電機(jī)和第二步進(jìn)電機(jī)上的脈沖信號(hào)決定，并通過觸發(fā)開關(guān)來控制土壤電導(dǎo)率檢測(cè)儀的測(cè) 試和數(shù)據(jù)記錄。最后將GPS數(shù)據(jù)、土壤電導(dǎo)率檢測(cè)儀離地表高度值和不同高度電導(dǎo)率測(cè)量 據(jù)全部傳輸?shù)诫娔X中。其數(shù)據(jù)處理的步驟如下1)將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)導(dǎo)入電腦中，獲得地表以上不同高度的N個(gè)水平、垂直 模式下的電導(dǎo)率值以及土壤電導(dǎo)率檢測(cè)儀離地表的高度值，存放在電腦中；2)計(jì)算地表N個(gè)高度位置的理論電導(dǎo)率假設(shè)將土壤分為M層，最底層M延伸到 地核深度。根據(jù)土壤電導(dǎo)率檢測(cè)儀水平、垂直模式下的靈敏度模型，計(jì)算采集的I^h2,... hN 等N個(gè)高度處的理論電導(dǎo)率m( σ )，存放在電腦中；3)反演剖面電導(dǎo)率值通過L-曲線法則選擇最佳Tikhonov正則化參數(shù)λ，將λ 代入Tikhonov正則化方程，反演剖面電導(dǎo)率σ，存放在電腦中；4)整個(gè)計(jì)算采用Matlab編程實(shí)現(xiàn)。二、一種土壤剖面電導(dǎo)率測(cè)量裝置由四根連接桿和兩塊端板組成檢測(cè)裝置的框架，兩根絲桿分別通過上下第一軸承 和上下第一軸承座安裝在各自的端板上，兩個(gè)蝸輪分別固定在各自絲桿上方，兩個(gè)滑塊分 別安裝在兩個(gè)蝸輪下方的兩根絲桿上，兩塊固定塊的一端分別通過連接軸和各自的第三軸 承與滑塊轉(zhuǎn)動(dòng)連接，土壤電導(dǎo)率檢測(cè)儀安裝在兩塊固定塊的另一端間，用調(diào)節(jié)旋鈕固定，蝸 桿分別通過各自第二軸承和各自第二軸承座安裝在兩塊端板之間，第二齒輪固定在第一絲 桿一側(cè)的蝸桿上，蝸輪與蝸桿相嚙合，第一步進(jìn)電機(jī)通過第一步進(jìn)電機(jī)支架固定在第一絲 桿一側(cè)的端板上，第一齒輪固定在第一步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸上，第一齒輪與第二齒輪相嚙合， 第二步進(jìn)電機(jī)固定在第一絲桿一側(cè)的滑塊上，第三齒輪固定在第二步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸上， 第四齒輪固定在一側(cè)的滑塊上，第三齒輪和第四齒輪相嚙合，帶動(dòng)土壤電導(dǎo)率檢測(cè)儀轉(zhuǎn)動(dòng)， 四個(gè)腳輪安裝在端板底部，電腦與土壤電導(dǎo)率檢測(cè)儀相連。本發(fā)明具有的有益效果是
利用電磁感應(yīng)線性模型結(jié)合Tikhonov正則化方法來反演剖面電導(dǎo)率，不用挖掘土壤剖面，能快捷準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)土壤的剖面電導(dǎo)率。


圖1是本發(fā)明的測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1的剖面圖。圖3是土壤分層模型。圖4是樣點(diǎn)1的剖面電導(dǎo)率反演結(jié)果。圖5是樣點(diǎn)2的剖面電導(dǎo)率反演結(jié)果。圖中1、腳輪，2、第一軸承座，3、第一軸承，4、絲桿，5、滑塊，6、連接軸，7、固定塊， 8、旋鈕，9、土壤電導(dǎo)率檢測(cè)儀，10、蝸桿，11、蝸輪，12、第二軸承座，13、第二軸承，14、第一步 進(jìn)電機(jī)，15、第一齒輪，16、第二齒輪，17、連接桿，18、端板，19、第一步進(jìn)電機(jī)支架，20、第三 齒輪，21、第二步進(jìn)電機(jī)，22、第三軸承，23、第四齒輪。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。如圖1、圖2所示，本發(fā)明由四根連接桿17和兩塊端板18組成檢測(cè)裝置的框架，兩 根絲桿4分別通過上下第一軸承3和上下第一軸承座2安裝在各自的端板18上，兩個(gè)蝸輪 11分別固定在各自絲桿4上方，兩個(gè)滑塊5分別安裝在兩個(gè)蝸輪下方的兩根絲桿4上，兩 塊固定塊7的一端分別通過連接軸6和各自的第三軸承22與滑塊5轉(zhuǎn)動(dòng)連接，土壤電導(dǎo)率 檢測(cè)儀9安裝在兩塊固定塊7的另一端間，用調(diào)節(jié)旋鈕8固定，蝸桿10分別通過各自第二 軸承13和各自第二軸承座12安裝在兩塊端板18之間，第二齒輪16固定在第一絲桿4 一 側(cè)的蝸桿10上，蝸輪11與蝸桿10相嚙合，第一步進(jìn)電機(jī)14通過第一步進(jìn)電機(jī)支架19固 定在第一絲桿4 一側(cè)的端板18上，第一齒輪15固定在第一步進(jìn)電機(jī)14的旋轉(zhuǎn)軸上，第一 齒輪15與第二齒輪16相嚙合，第二步進(jìn)電機(jī)21固定在第一絲桿4 一側(cè)的滑塊5上，第三 齒輪20固定在第二步進(jìn)電機(jī)21的旋轉(zhuǎn)軸上，第四齒輪23固定在一側(cè)的滑塊5上，第三齒 輪20和第四齒輪23相嚙合，帶動(dòng)土壤電導(dǎo)率檢測(cè)儀9轉(zhuǎn)動(dòng)，四個(gè)腳輪1安裝在端板底部， 電腦與土壤電導(dǎo)率檢測(cè)儀9相連。該方法的步驟如下1)裝置定位將裝置移動(dòng)到待測(cè)土壤地表，并通過土壤電導(dǎo)率檢測(cè)儀上的GPS設(shè) 備自動(dòng)記錄地理位置信息；2) 土壤電導(dǎo)率檢測(cè)儀歸零校正通過裝置上的第一步進(jìn)電機(jī)把土壤電導(dǎo)率檢測(cè) 儀抬高到距離地面1. 5m高的位置，再通過第二步進(jìn)電機(jī)，來控制土壤電導(dǎo)率檢測(cè)儀的水平 和垂直位置，進(jìn)行歸零校正程序；3)自動(dòng)升降并記錄數(shù)據(jù)通過升降土壤電導(dǎo)率檢測(cè)儀在0. 05 1. 5m(裝置腳輪 高度為5cm)之間采集N個(gè)高度的水平、垂直模式下的電導(dǎo)率，土壤電導(dǎo)率檢測(cè)儀的高度和 角度分別由施加在第一步進(jìn)電機(jī)和第二步進(jìn)電機(jī)上的脈沖信號(hào)決定，并通過觸發(fā)開關(guān)來控 制土壤電導(dǎo)率檢測(cè)儀的測(cè)試和數(shù)據(jù)記錄。最后將GPS數(shù)據(jù)、土壤電導(dǎo)率檢測(cè)儀離地表高度 值和不同高度電導(dǎo)率測(cè)量數(shù)據(jù)全部傳輸?shù)诫娔X中。
測(cè)量時(shí)，給第一步進(jìn)電機(jī)14 一定的脈沖信號(hào)，第一步進(jìn)電機(jī)14發(fā)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并通過固定在其旋轉(zhuǎn)軸上的第一齒輪15將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)經(jīng)第二齒輪16、蝸桿10、蝸輪11分別傳 遞到2根絲桿4上，絲桿4的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)使滑塊5發(fā)生縱向運(yùn)動(dòng)，并通過帶動(dòng)連接軸6、第三軸 承22和固定塊7傳遞給土壤電導(dǎo)率檢測(cè)儀9，使土壤電導(dǎo)率檢測(cè)儀9的高度發(fā)生變化。給第二步進(jìn)電機(jī)21—定的脈沖信號(hào)，第二步進(jìn)電機(jī)21發(fā)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并通過固定 在其旋轉(zhuǎn)軸上的第三齒輪20將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)經(jīng)第四齒輪23、滑塊5給土壤電導(dǎo)率檢測(cè)儀9，使 土壤電導(dǎo)率檢測(cè)儀9的角度發(fā)生變化。土壤電導(dǎo)率檢測(cè)儀9的高度和角度分別由施加在第一步進(jìn)電機(jī)14和第二步進(jìn)電 機(jī)21上的脈沖信號(hào)決定。土壤電導(dǎo)率檢測(cè)儀在 5，10，20，30，40，50，60，75，90，100，120，150cm 等 12 個(gè)高度 采集水平、垂直模式下的電導(dǎo)率，即每個(gè)剖面共采集24個(gè)電導(dǎo)率數(shù)據(jù)「及GPS數(shù)據(jù)、電導(dǎo) 率檢測(cè)儀離地表高度值記錄在電腦中。數(shù)據(jù)處理的步驟如下1)將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)導(dǎo)入電腦中，獲得地表以上不同高度的N個(gè)水平、垂直 模式下的電導(dǎo)率值以及土壤電導(dǎo)率檢測(cè)儀離地表的高度值，存放在電腦中；將采集到的土壤N個(gè)高度位置(記為hi，i < N,hi ( 1. 50m)水平、垂直模式下的 電導(dǎo)率ECa，記為向量d:
Γ-ι T" = [<，<，..·,<，<，《,.·.,<」(1)式中d——N個(gè)高度位置水平、垂直模式下實(shí)測(cè)電導(dǎo)率向量，mj——在高度hi處垂直模式下的實(shí)測(cè)電導(dǎo)率，mf——在高度hi處水平模式下的實(shí)測(cè)電導(dǎo)率，2)計(jì)算地表N個(gè)高度位置的理論電導(dǎo)率假設(shè)將土壤分為M層，最底層M延伸到 地核深度，土壤分層模型見圖3。根據(jù)土壤電導(dǎo)率檢測(cè)儀水平、垂直模式下的靈敏度模型，計(jì) 算采集的h1; h2，. . . hN等N個(gè)高度處的理論電導(dǎo)率m( ο )，存放在電腦中；按式(2) (4)的線性模型預(yù)測(cè)電導(dǎo)率儀在樣點(diǎn)5，10，20，30，40，50，60，75，90， 100，120，150cm等高度處的水平、垂直模式下的理論電導(dǎo)率，記為m( ο )。在土壤分層模型 中，m(o)可表示為式(7) (9)。
φΗ (z) = 2^ij(2)
Ψ V J (4z2+l)m
φν{ζ)= 24z 3/2(3)
Ψ V ) (4z2+1)3/2
σΗ (h) =+ h)a(z)dz( 4 ) ζ——土層深度，φΗ(ζ)——電導(dǎo)率儀水平模式下的靈敏度函數(shù)，Φν(ζ)——電導(dǎo)率儀垂直模式下的靈敏度函數(shù)，h——電導(dǎo)率儀離地表的高度，m(o)表示在深度ζ處的真實(shí)土壤電導(dǎo)率， oH(h)——水平模式下電導(dǎo)率儀離地表高度h處的電導(dǎo)率預(yù)測(cè)值，ov(h)——垂直模式下電導(dǎo)率儀離地表高度h處的電導(dǎo)率預(yù)測(cè)值，σ—土壤M個(gè)不同深度土層的實(shí)際電導(dǎo)率向量，K——線性模型相對(duì)測(cè)量高度的積分方程；3)反演剖面電導(dǎo)率值通過L-曲線法則選擇最佳Tikhonov正則化參數(shù)λ，將λ 代入Tikhonov正則化方程，反演剖面電導(dǎo)率σ，存放在電腦中。由于電導(dǎo)率不能為負(fù)值，為了使線性模型預(yù)測(cè)的電導(dǎo)率理論值m(0)和實(shí)測(cè)值d 的差異最小，因此，可簡(jiǎn)化為解非負(fù)最小二乘問題。由于K為病態(tài)矩陣，解病態(tài)矩陣的最小 二乘問題對(duì)于d的細(xì)小誤差會(huì)導(dǎo)致參數(shù)估值較大的偏差，按式(11) Tikhonov正則化方法能 較好的解決上述問題。按式(13)計(jì)算L曲線的曲率，并自動(dòng)選擇曲率最大的“拐點(diǎn)”來確 定最優(yōu)Tikhonov正則化參數(shù)λ。將最優(yōu)參數(shù)λ代入式(11)中，重新反演剖面電導(dǎo)率。
d——在 5，10，20，30，40，50，60，75，90，100，120，150cm 等高度處電導(dǎo)率儀的實(shí)測(cè)
電導(dǎo)率值，λ——Tikhonov正則化參數(shù)，k(A)——L-曲線的曲率，ρ-ρ = Ln (I IK σ -d I I 2),q——q = Ln (I I L σ | | 2),ρ，一ρ的一階導(dǎo)數(shù)，q，一q的一階導(dǎo)數(shù)，ρ”——ρ的二階導(dǎo)數(shù)，q”——q的二階導(dǎo)數(shù)；模型預(yù)測(cè)精度分析，以模型反演的5、15、25、35、45、55、67. 5,82. 5、95、IlOcm深度 處的電導(dǎo)率為例，與WET Sensor實(shí)測(cè)的各土層ECb電導(dǎo)率按式(14)評(píng)價(jià)整個(gè)剖面預(yù)測(cè)精 度。將預(yù)測(cè)結(jié)果和實(shí)測(cè)值繪制在圖4，圖5所示的圖表上。圖4和圖5的橫軸為土層深度， 縱軸電導(dǎo)率。對(duì)上述2個(gè)樣本進(jìn)行的試驗(yàn)表明，模型的預(yù)測(cè)誤差分別為28.35%和31.03%，預(yù)
測(cè)精度較高，能較好的預(yù)測(cè)出剖面電導(dǎo)率。
4)整個(gè)計(jì)算采用Matlab編程實(shí)現(xiàn)，已經(jīng)申請(qǐng)到國(guó)家計(jì)算機(jī)軟件著作權(quán)登記證書 (登記號(hào) 2008SR17746)。
權(quán)利要求
一種土壤剖面電導(dǎo)率測(cè)量方法，其特征在于該方法的步驟如下1)裝置定位將裝置移動(dòng)到待測(cè)土壤地表，并通過土壤電導(dǎo)率檢測(cè)儀上的GPS設(shè)備自動(dòng)記錄地理位置信息；2)土壤電導(dǎo)率檢測(cè)儀歸零校正通過裝置上的第一步進(jìn)電機(jī)把土壤電導(dǎo)率檢測(cè)儀抬高到距離地面1.5m高的位置，再通過第二步進(jìn)電機(jī)，來控制土壤電導(dǎo)率檢測(cè)儀的水平和垂直位置，進(jìn)行歸零校正程序；3)自動(dòng)升降并記錄數(shù)據(jù)通過升降土壤電導(dǎo)率檢測(cè)儀在0.05～1.5m之間采集N個(gè)高度水平、垂直模式下的電導(dǎo)率，土壤電導(dǎo)率檢測(cè)儀的高度和角度分別由施加在第一步進(jìn)電機(jī)和第二步進(jìn)電機(jī)上的脈沖信號(hào)決定，并通過觸發(fā)開關(guān)來控制土壤電導(dǎo)率檢測(cè)儀的測(cè)試和數(shù)據(jù)記錄。最后將GPS數(shù)據(jù)、土壤電導(dǎo)率檢測(cè)儀離地表高度值和不同高度電導(dǎo)率測(cè)量據(jù)全部傳輸?shù)诫娔X中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種土壤剖面電導(dǎo)率測(cè)量方法，其特征在于其數(shù)據(jù)處理的步 驟如下1)將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)導(dǎo)入電腦中，獲得地表以上不同高度的N個(gè)水平、垂直模式 下的電導(dǎo)率值以及土壤電導(dǎo)率檢測(cè)儀離地表的高度值，存放在電腦中；2)計(jì)算地表N個(gè)高度位置的理論電導(dǎo)率假設(shè)將土壤分為M層，最底層M延伸到地核 深度。根據(jù)土壤電導(dǎo)率檢測(cè)儀水平、垂直模式下的靈敏度模型，計(jì)算采集的h1; h2，. . . hN等 N個(gè)高度處的理論電導(dǎo)率m(o)，存放在電腦中；3)反演剖面電導(dǎo)率值通過L-曲線法則選擇最佳Tikhonov正則化參數(shù)λ，將λ代入 Tikhonov正則化方程，反演剖面電導(dǎo)率σ，存放在電腦中；4)整個(gè)計(jì)算采用Matlab編程實(shí)現(xiàn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法的一種土壤剖面電導(dǎo)率測(cè)量裝置，其特征在于由四根連 接桿和兩塊端板組成檢測(cè)裝置的框架，兩根絲桿分別通過上下第一軸承和上下第一軸承 座安裝在各自的端板上，兩個(gè)蝸輪分別固定在各自絲桿上方，兩個(gè)滑塊分別安裝在兩個(gè)蝸 輪下方的兩根絲桿上，兩塊固定塊的一端分別通過連接軸和各自的第三軸承與滑塊轉(zhuǎn)動(dòng)連 接，土壤電導(dǎo)率檢測(cè)儀安裝在兩塊固定塊的另一端間，用調(diào)節(jié)旋鈕固定，蝸桿分別通過各自 第二軸承和各自第二軸承座安裝在兩塊端板之間，第二齒輪固定在第一絲桿一側(cè)的蝸桿 上，蝸輪與蝸桿相嚙合，第一步進(jìn)電機(jī)通過第一步進(jìn)電機(jī)支架固定在第一絲桿一側(cè)的端板 上，第一齒輪固定在第一步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸上，第一齒輪與第二齒輪相嚙合，第二步進(jìn)電機(jī) 固定在第一絲桿一側(cè)的滑塊上，第三齒輪固定在第二步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸上，第四齒輪固定 在一側(cè)的滑塊上，第三齒輪和第四齒輪相嚙合，帶動(dòng)土壤電導(dǎo)率檢測(cè)儀轉(zhuǎn)動(dòng)，四個(gè)腳輪安裝 在端板底部，電腦與土壤電導(dǎo)率檢測(cè)儀相連。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種土壤剖面電導(dǎo)率測(cè)量方法及裝置。將能水平和垂直移動(dòng)的裝置移動(dòng)到待測(cè)土壤地表，并通過該裝置上的GPS設(shè)備自動(dòng)記錄地理位置信息；通過第一步進(jìn)電機(jī)把該裝置抬高到距離地面1.5m，再通過第二步進(jìn)電機(jī)，來控制該裝置的水平和垂直位置，進(jìn)行歸零校正程序；在0.05～1.5m(裝置腳輪高度為5cm)之間采集N個(gè)高度的水平、垂直模式下的電導(dǎo)率，的高度和角度分別由施加在第一、第二步進(jìn)電機(jī)上的脈沖信號(hào)決定，并通過觸發(fā)開關(guān)來控制該裝置的測(cè)試和數(shù)據(jù)記錄；最后將GPS數(shù)據(jù)、該裝置離地表高度值及相應(yīng)高度電導(dǎo)率測(cè)量數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)存儲(chǔ)器。不用挖掘土壤剖面，利用電磁感應(yīng)線性模型結(jié)合Tikhonov正則化方法準(zhǔn)確地反演剖面電導(dǎo)率。
文檔編號(hào)G01R27/00GK101871972SQ20101020232
公開日2010年10月27日 申請(qǐng)日期2010年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月13日
發(fā)明者史舟, 李洪義, 郭燕, 饒秀勤 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)