功率放大器在时间反演法土壤含水率监测中的应用

实验名称：功率放大器基于应力波时间反演法的土壤含水率监测中的应用

实验目的：

针对大范围土壤含水率监测问题，研究基于应力波时间反演聚焦信号的土壤含水率监测技术。

实验设备：压电传感器，任意波形发生器，功率放大器，电荷放大器，数据采集卡，电脑

 

数据采集系统配置图

实验内容：

本文提出一种基于压电主动传感的监测方法，利用时间反演技术提高信号的信噪比，建立反演聚焦信号与土壤含水率之间的关系。

实验过程：

数据采集系统由任意波形发生器、功率放大器（ATA-2041）、电荷放大器、数据采集卡、电脑及收发端压电传感器组成，如图所示。任意波形发生器AFG-1022生成波形，经功率放大器ATA-2041放大后，输出信号电.压为400V。接收信号经过电荷放大器HK-9210放大后，由多功能数据采集卡NI-6366采集至电脑。

土壤试验体及传感器布置图

数据采集系统

实验结果：

24%含水率下10次采集聚焦信号

聚焦信号幅值与含水率的关系

1）聚焦信号幅值随着含水率的增大而减小，通过分析聚焦信号幅值可确定土壤的含水率，该方法可以作为土壤含水率区域性监测的一种有效手段;

2）时间反演法所得到的聚焦信号能有效提高信号的信噪比。因此,压电主动传感时间反演法在土壤区域性含水率监测_上具有很好的应用前景。

功率放大器ATA-2041参数指标：