基于驻波原理的锥式林区土壤含水率仪设计与性能分析

为了提高现有土壤含水率传感器在林区的测量性能及可使用性，在优化传感器结构的基础上，设计了一种基于驻波原理的锥式林区土壤含水率仪,其锥角30°、探头直径20mm、探头长度150mm。实验结果表明：传感器横向测量范围为10cm、纵向测量范围为18cm，输出线性拟合决定系数在0.96以上。静动态特性分析表明，传感器测量范围为零到粘壤性土壤饱和含水率，测量精度为3%，稳定性标准差0.49%，超调量为0.48%，过渡时间0.582s。通过与TDR（TRIME-HD2型传感器、德国）进行对比，测量结果线性拟合决定系数在0.97以上，两者测量性能相当，表明所设计的传感器能够达到实际使用的要求。本文设计的土壤含水率仪性价比更高，更适用于林区土壤含水率测量，使用更为便捷