土壤水分检测传感器论文

在《Irrigation Science》、《水利学报》等国内外刊物与会议发表论文102篇，其中以第一或通讯作者发表的论文被SCI收录30篇、EI收录40篇。[1]Haosu Sun, Yunkai Li*, Ji Feng, Haisheng Liu, Yaoze Liu. Effects of flow path boundary optimizations on particles transporting in drip irrigation emitters. Irrigation and Drainage (Accepted, SCI)[2]Haisheng Liu, Haosu Sun, Yunkai Li*, Ji Feng, Peng Song, Mindi Zhang. Visualizing particle movement in flat drip irrigation emitters with Digital Particle Image Velocimetry. Irrigation and Drainage (Accepted, SCI)[3]Ji Feng, Yunkai Li*, Haosu Sun, Peng Song, Haisheng Liu. Visualizing particle movement in cylindrical drip irrigation emitters with Digital Particle Image Velocimetry. Irrigation and Drainage (Accepted, SCI)[4]Tianzhi Wang, Yunkai Li *, Tingwu Xu, Naiyang Wu, Mingchao Liang, Hynds Paul. Biofilm microbial community structure in an urban lake utilizing reclaimed water. Environmental Earth Sciences (Accepted, SCI/EI)[5]Yunkai Li*，Peng Song，Yiting Pei，Ji Feng．Effects of lateral flushing on emitter clogging and biofilm components in drip irrigation systems with reclaimed water．Irrigation Science．2015，33（3）:235-245（SCI/EI）[6]Bo Zhou，Yunkai Li*，Yaoze Liu，Feipeng Xu，Yiting Pei，Zhenhua Wang．Effect of drip irrigation frequency on emitter clogging using reclaimed water．Irrigation Science．2015，33(3)：221-234（SCI/EI）[7]Chunfa Zhou，Xiaoxuan Fan，Zigong Ning，Pengxiang Li，Chengcheng Liu，Peiling Yang，Yaoze Liu，Ze Shi，Yunkai Li*．Reducing riverbed infiltration using mixtures of sodium bentonite and clay．Environmental Earth Sciences．2015，74（4）：2089-3098（SCI/EI）[8]Zigong Ning，Mingchao Liang，Zhenhua Wang，Yunkai Li*，Yaoze Liu，Tianzhi Wang．Nitrogen and phosphate adsorption on biofilms in reclaimed water．Environmental Earth Sciences．2015，74（1）：451-461（SCI/EI）[9]Mingchao Liang，Zigong Ning，Yunkai Li*，Peng Song，Naiyang Wu，Peiling Yang．Dynamic biofilm component in reclaimed water during rapid growth period．Environmental Earth Sciences．2015，73（8）：4325-4338（SCI/EI）[10] Zhongwei Liu，Pengxiang Li，Zigong Ning，Yang Xiao，Chengzhi Wang，Yunkai Li*．A modified attapulgite clay for controlling infiltration of reclaimed water riverbed．Environmental Earth Sciences．2015，73（7）：3887-3900（SCI/EI）[11] Yiting Pei，Yunkai Li*，Yaoze Liu，Bo Zhou，Ze Shi，Yinguang Jiang．Eight emitters clogging characteristics and its suitability under on-site reclaimed water drip irrigation．Irrigation Science．2014，32（2）：141-157（SCI/EI）[12] Bo Zhou，Yunkai Li*，Yaoze Liu，Yiting Pei，Yinguang Jiang，Honglu Liu．Effects of flow path depth on emitter clogging and surface topographical characteristics of biofilms．Irrigation and Drainage．2014，63（1）：46-58（SCI）[13] Tianzhi Wang，Yunkai Li*，Minchao Liang，Peiling Yang，Peibin Liu，Zhihui Bai．Biofilms on the surface of gravels and aquatic plants in rivers and lakes with reusing reclaimed water．Environmental Earth Sciences．2014，72（3）：743-755（SCI/EI）[14] Lixi Zhao，Pengbo Shui，Fang Jiang，Hengqing Qiu，Shumei Ren，Yunkai Li*，Yu Zhang．Using monitoring data of surface soil to predict whole crop-root zone soil water content with PSO-LSSVM，GRNN and WNN．Earth Science Informatics．2014，7（1）：59-68（SCI/EI）[15] Bo Zhou，Yunkai Li*，Yiting Pei，Yaoze Liu，Zhijing Zhang，Yinguang Jiang．Quantitative relationship between biofilms components and emitter clogging under reclaimed water drip irrigation．Irrigation Science．2013，31（6）：1251-1263（SCI/EI）[16] Yunkai Li*，Bo Zhou，Yaoze Liu，Yinguang Jiang，Yiting Pei，Ze Shi．Preliminary surface topographical characteristics of biofilms attached on drip irrigation emitters using reclaimed water．Irrigation Science．2013，31（4）：557-574（SCI/EI）[17] Yunkai Li*，Haisheng Liu，Peiling Yang，Dan Wu．Analysis on tracing ability of different size particles in drip irrigation emitters with computational fluid dynamics．Irrigation and Drainage．2013，62（3）：340-351（SCI）[18] Mingchao Liang，Tianzhi Wang，Yunkai Li*，Peiling Yang，Chengcheng Liu，Pengxiang Li，Weizhi Hao．Structural and fractal characteristics of biofilm attached on the surfaces of aquatic plants and gravels in the rivers and lakes reusing reclaimed wastewater．Environmental Earth Sciences．2013，70（5）：2319-2333（SCI/EI）[19] Wei Zhao，Yunkai Li*，Chunfa Zhou，Hui Wang，Qun Zhao，Keqiang Zhang，Feng Wang ，Zhiping Huang，Zhiyun Ouyang．Adsorption and desorption characteristics of ammonium in eight loams irrigated with reclaimed wastewater from intensive hogpen．Environmental Earth Sciences．2013，69（1）：41-49（SCI/EI）[20] Dan Wu，Yunkai Li*，Haisheng Liu，Peiling Yang，Haosu Sun，Yaoze Liu．Simulating on the flow characteristics in the drip irrigation emitter with large body methods．Mathematical and Computer Modelling．2013，62（3）：340-351（SCI）[21] Guibing Li，Yunkai Li*，Tingwu Xu，Yaoze Liu，Hai Jin，Peiling Yang，Dazhuang Yan，Shumei Ren．Effects of average velocity on the growth and surface topography of biofilms attached on the reclaimed wastewater drip irrigation system laterals．Irrigation Science．2012，30（2）：103-113（SCI/EI）[22] Yunkai Li*，Yaoze Liu，Guibing Li，Tingwu Xu，Haisheng Liu，Shumei Ren，Dazhuang Yan，Peiling Yang．Surface topographic characteristics of suspended particulates in reclaimed wastewater and effects on clogging in labyrinth drip irrigation emitters．Irrigation Science．2012，30（1）：43-56（SCI/EI）[23] Bo Zhou，Renkuan Liao，Yunkai Li*，Tao Gu，Peiling Yang，Ji Feng，Weimin Xing，Zhichao Zou．Water-absorption characteristics of organic-inorganic composite superabsorbent polymers and its effect on summer maize root growth．Journal of Applied Polymer Science．2012，126（2）：423-435（SCI/EI）[24] Yunkai Li*，Peiling Yang，Honglu Liu，Tingwu Xu，Haisheng Liu．Pressure losses mechanism analyzed with pipe turbulence theory and friction coefficient prediction in labyrinth path of drip irrigation emitter．Irrigation and Drainage．2011，60（2）：179-186（SCI）[25] Haisheng Liu，Yunkai Li*，Yanzheng Liu，Peiling Yang，Shumei Ren，Runjie Wei，Hongbing Xu．Flow characteristics in energy dissipation units of labyrinth path in the drip irrigation emitters with DPIV technology．Journal of Hydrodynamics，ser. B．2010，22（1）：137-145（SCI/EI）[26] Yunkai Li*，Yingjie Tian，Zhiyun Ouyang，Linyan Wang，Tingwu Xu，Peiling Yang，Huanxun Zhao．Analysis of soil erosion characteristics in small watersheds with particle swarm optimization，support vector machine，and artificial neuronal networks．Environmental Earth Sciences．2010，60（7）：1559-1568（SCI/EI）[27] Yunkai Li*，Peiling Yang，Tingwu Xu，Honglu Liu，Haisheng Liu，Feipeng Xu．Hydraulic property and flow characteristics of three labyrinth flow paths of drip irrigation emitter under micro-pressure．Transaction of ASABE．2009，52（4）：1129-1138（SCI/EI）[28] Yunkai Li*，Tingwu Xu，Zhiyun Ouyang，Xiongcai Lin，Honglu Liu，Zhongyong Hao，Peiling Yang．Micromorphology of macromolecular superabsorbent polymer and its fractal characteristics．Journal of Applied Polymer Science．2009，113（6）：3510-3519（SCI/EI）[29] Yunkai Li*，Peiling Yang，Tingwu Xu，Shumei Ren，Xiongcai Lin，Feipeng Xu．CFD and digital particle tracking to assess flow characteristics in the labyrinth flow path of a drip irrigation emitter．Irrigation Science．2008，26（5）：427-438（SCI/EI）[30] Yunkai Li*，Peiling Yang，Shumei Ren，Tingwu Xu．Hydraulic characterizations of tortuous flow path drip irrigation emitter．Journal of Hydrodynamics，ser. B．2006，18（4）：449-457（SCI/EI）[31] 周博，李云开*，裴旖婷，杨培岭，姜银光．再生水滴灌灌水器附生生物膜生长对堵塞的影响．农业工程学报．2015，31（3）：146-151（EI）[32] 李云开*，宋鹏，周博．再生水滴灌系统灌水器堵塞的微生物学机理及控制方法研究．农业工程学报．2013，29（15）：98-107（EI）[33] 冯吉，孙昊苏，李云开*．滴灌灌水器内颗粒物运动特性的数字粒子图像测速．农业工程学报．2013，29（13）：90-97（EI）[34] Yunkai Li*，Lingyan Wang，Hua Zheng，Hai Jin，Tingwu Xu，Peiling Yang，Xiaokai Tijiang，Zengcai Yan，Zhiheng Ji，Jianli Lu，Zhanfeng Wang，Zhiyun Ouyang．Evolution characteristics for water eco-environment of Baiyangdian lake with 3S technologies in the past 60 years．Computer and Computing Technologies in Agriculture VIFIP Advances in Information and Communication Technology．2012，369（N2）：434-460（EI）[35] 杜少卿，李云开*，曾文杰，施泽，刘耀泽，高福栋．工作压力对滴灌管迷宫流道灌水器水力性能的影响．农业工程学报．2011，27（增刊）：55-60（EI）[36] 李云开*，许廷武，周春发，赵群，林雄财，杨培岭．金属离子对聚丙烯酸钾-丙烯酰胺共聚型SAP交替吸水吸肥特征的影响．高分子材料科学与工程．2010，26（3）：39-42（EI）[37] 林雄财，李云开*，许廷武，杨培岭，任树梅．不同粒径农用高吸水树脂吸水特性及溶胀动力学研究．高分子材料科学与工程．2008，24（5）：116-120（EI）[38] 李云开*，杨培岭，任树梅，雷显龙，吴显斌，管孝艳．分形流道设计及几何参数对滴头水力性能的影响．机械工程学报．2007，43（7）：109-114（EI）[39] 李云开*，杨培岭，田英杰，任树梅，赵焕勋．强烈侵蚀产沙区小流域土壤侵蚀强度的支持向量机预报模型研究．北京林业大学学报．2007，29（3）：93-98（EI）[40] 李云开*，刘世荣，杨培岭，任树梅，林雄财．滴头锯齿型迷宫流道消能特性的流体动力学分析．农业机械学报．2007，38（12）：59-62（EI）[41] 李云开*，杨培岭，任树梅，杨玲，吴显斌．圆柱型迷宫式流道滴灌灌水器平面模型试验研究．农业机械学报．2006，37（4）：48-51（EI）[42] 李云开*，杨培岭，任树梅．滴灌灌水器流道设计理论研究若干问题的进展与评述．农业机械学报．2006，37（2）：158-162（EI）[43] 李云开，杨培岭，任树梅，杨玲．滴灌灌水器迷宫式流道内部流体流动特性分析与试验研究．水利学报．2005，36（7）：886-890（EI）[44] 李云开，杨培岭，任树梅，杨玲，吴显斌．滴头性能综合测试平台构建及其在水力特性研究中的应用．农业工程学报．2005，21（S1）：104-106（EI）[45] 李云开，杨培岭，任树梅，吴显斌．重力滴灌灌水器水力性能及其流道内流体流动机理．农业机械学报．2005，36（10）：61-65（EI）[46] 李云开，杨培岭，任树梅．土壤水分与溶质运移机制的分形理论研究进展．水科学进展．2005，16（6）：892-899（EI）[47] Yunkai Li，Peiling Yang，Shumei Ren，Tingwu Xu．Eco-environment water rights and its calculating framework in water resources justification of construction projects．Remote Sensing and Modeling of Ecosystems for Sustainability II/SPIE Symposium on Optics & Photonics．2005，5884：1-11（EI）[48] 张宇，李云开*，欧阳志云，刘健国．华北平原冬小麦-夏玉米生产灰水足迹及其县域尺度变化特征．生态学报．2014，20（35）：1-10[49] 周博，李云开*，宋鹏，许振赐．引黄滴灌系统灌水器堵塞的动态变化特征及诱发机制研究．灌溉排水学报．2014，33（Z1）：123-128[50] 李云开，冯吉．滴灌灌水器内部水动力学特性测试研究进展．排灌机械工程学报．2013，1（32）：86-92[51] 李云开*，杨培岭，刘培斌，林健，李建民，郑凡东，刘澄澄，姜银光．再生水补给永定河生态用水的环境影响及保障关键技术研究．中国水利．2012，5：30-34[52] 冯吉，邹志超，邢伟民，廖人宽，李云开*．都市屋顶绿化草坪草保水剂施用技术及经济效益分析．节水灌溉．2011，11：76-79[53] 焦有权，刘雁征，李仙岳，茅夏健，徐飞鹏，李云开*．微重力滴灌层状土壤入渗特性及湿润模式研究．中国农村水利水电．2011，1：24-26[54] 李云开，杨培岭，许廷武，刘海生，刘耀泽，孙昊苏．滴灌灌水器堵塞的微生物学机理及控制模式研究进展．现代节水高效农业与生态灌区建设（上）．2010：792-798[55] 焦有权，刘雁征，高福栋，姜银光，李云开*．温棚膜面雨水集蓄回用滴灌系统及存在的问题分析．中国农村水利水电．2009，11：80-83[56] 李云开，刘世荣，张克强，李军幸．磺胺类药物在农田生态系统中迁移转化过程的研究进展．中国畜牧兽医．2007，12：141-144[57] 李云开，杨培岭，任树梅，王勇．圆柱型灌水器迷宫式流道内部流体流动分析与数值模拟．水动力学研究与进展A辑．2005，20（6）：736-743[58] 李云开，杨培岭，任树梅，吴显斌，杨玲．滴头分形流道设计开发平台建设及其关键技术内容．中国水利学会第二届青年科技论坛论文集．北京：中国水利水电出版社，2005，569-574[59] 李云开，杨培岭，任树梅，邱信蛟．建设项目水资源论证中生态需水的计算方法．中国水利．2004，11：18-19[60] 李云开，杨培岭，刘洪禄．保水剂农业应用及其效应研究进展．农业工程学报．2002，18（2）：182-187[61] 李云开，杨培岭，刘洪禄．SMP-01土壤水分传感器性能测试．农业工程学报．2002，18（4）：50-53[62] 李云开，杨培岭，刘洪禄．保水剂在农业上的应用技术与效应．节水灌溉．2002，106（2）：12-16 申请发明专利26项，以第一发明人获授权20项。[1]李云开；周博；王天志；吴乃阳. 国家发明专利：滴灌灌水器附生生物膜模拟培养装置及其应用.2014.专利号:201410105514.3[2]李云开；刘秀娟；王克远；周云鹏；徐飞鹏. 国家发明专利：微纳米气泡加氧滴灌系统及方法.2014.专利号:201410089776.5[3]李云开；王天志；冯吉；裴旖婷.国家发明专利：滴灌系统管壁附生生物膜培养装置及其使用方法.专利号：201410076970.x[4]李云开；冯吉；宋鹏；裴旖婷；张志静.国家发明专利：防止滴灌灌水器堵塞的加酸氯控制方法及系统.2014.201410022695.3[5]李云开；刘秀娟；徐飞鹏；王昕然；张庆龙；贾瑞卿.国家发明专利：一种水肥气一体化滴灌系统及滴灌方法.2014.专利号：201310098954.6[6] 李云开，施泽，张庆龙，徐飞鹏. 国家发明专利：一种温室作物理想调控灌溉系统及灌溉方法. 2014. 专利号：ZL201210535166[7] 李云开，刘中伟，宁兹功，郎琪. 国家发明专利：一种再生水河道减渗的方法. 2014. 专利号：ZL201210477187[8] 李云开，冯吉. 国家发明专利：一种含沙水源滴灌用沉沙池及其优化方法. 2014. 专利号：ZL201210455280[9] 李云开，郎琪，樊晓璇，施泽，唐洋博. 国家发明专利：一种多孔介质生物堵塞模拟测试装置及模拟测试评估方法. 2014. 专利号：201210324287.4[10] 李云开，孙昊苏，冯吉，徐飞鹏. 国家发明专利：一种自清洗抗生物膜堵塞的地表滴灌专用灌水器. 2014. 专利号：ZL201210166732[11] 李云开，孙昊苏，杨培岭，徐飞鹏．国家发明专利：一种可降解型抗堵塞地下滴灌管及制造方法．2013．专利号：ZL201210014996.2[12] 李云开，冯吉．国家发明专利：一种自动反冲洗组合过滤器．2013．专利号：ZL201210001658.5[13] 李云开，吴丹，杨培岭，孙昊苏. 国家发明专利：一种引黄滴灌用片式灌水器．2013．专利号：ZL 201110273140.2[14] 李云开，杨培岭，刘澄澄，李鹏翔，梁名超，毛晓敏．国家发明专利：河湖包气带渗滤性能的模拟调控系统及其方法．2013．专利号：ZL201110216894.4[15] 李云开，张庆龙，徐飞鹏，贾瑞卿．国家发明专利：一种滴灌加氧方法及装置．2013．专利号：ZL201110411130.0[16] 李云开，孙昊苏，杨培岭，刘耀则，吴丹，徐飞鹏，杜少卿，郭文哲．国家发明专利：一种滴灌灌水器抗堵塞性能综合测试装置．2013．专利号：ZL201110121453.6[17] 李云开，刘海生，杨培岭，徐宏兵，刘洪禄，徐飞鹏．国家发明专利：一种滴灌灌水器迷宫流道内流动的全场测试方法．2012．专利号：ZL201010163676.4[18] 李云开；郎琪；杨培岭；任树梅；梁名超；路璐；张庆龙．国家发明专利：一种湿地水生态系统健康状况的模拟监测装置．2012．专利号：201210001634.x[19] 李云开；裴旖婷；吴丹；周博；施泽；杜少卿．国家发明专利：一种滴灌系统灌水器堵塞特性的综合评价方法及测试系统．2011．专利号：201110414418.3[20] 李云开；孙昊苏．国家发明专利：一种叠片式自适应滴灌灌水器及其使用方法．2011．专利号：201110327831.6 [1]“农业化学节水调控关键技术与系列新产品产业化开发及应用”获2010年度国家科技进步奖二等奖（第3名）[2]“京郊主要果蔬农业化控节水集成技术的试验研究与示范推广”获2007年度北京市科学技术奖一等奖（第6名）[3]“智能决策精量灌溉施肥系统研发与应用”获2008年度北京市科学技术奖二等奖（第3名）[4]“生态灌区建设的支撑技术体系与综合模式研究及应用”获2012年度北京市科学技术三等奖（第4名）[5]“《现代工程项目管理学》课程体系及教学模式的建设与实践”获2008年北京市教育教学成果奖二等奖（第4名）[6]“专业大类招生环境下学院创新型人才培养模式的研究与实践”获2011年度中国农业大学教学成果奖一等奖（第4名）[7]“现代工程项目管理学课程体系及教学模式的建设与实践”获2008年度学校教学成果一等奖（第5名）[8]“滴灌灌水器迷宫流道内流动特征的DPIV测试及CFD模拟”获第十届北京青年优秀科技论文一等奖（第1名）[9] 李云开，杨培岭，任树梅，杨玲，吴显斌．“重力滴灌灌水器水力性能及其流道内流体流动机理”一文获中国农业机械学会优秀学术论文二等奖．2006[10] 杨培岭，李云开，任树梅．“全紊流滴灌灌水器设计开发的思路与方法”一文被评为“中国水利学会2006学术年会优秀论文”．2006[11] 杨培岭，李云开．“北京市农村水管理发展战略研究”获“2006年度北京科协系统优秀调研成果奖三等奖”．2007[12] 李云开，杨培岭，任树梅．建设项目水资源论证中的生态环境需水理论与计算方法．第八届北京青年优秀科技论文一等奖．2005[13] 博士学位论文“滴头分形流道设计及其流动特性的试验研究与数值模拟”获“2005年度中国农业大学十篇优秀博士学位论文” [1] 2012年获“第五届全国优秀科技工作者”称号[2] 2012年获“第十四届茅以升北京青年科技奖”[3] 2012年获“中国农业工程学会第六届青年科技奖”[4] 2010年入选教育部新世纪优秀人才支持计划[5] 2009年入选北京市优秀人才资助计划[6] 2008年入选北京市科技新星计划[7] 2011年获“2010年北京市科学技术协会科技套餐工程突出贡献专家”称号[8] 2012年获“973计划‘海河流域水循环演变机理与水资源高效利用’项目优秀青年人才”称号

土壤水分的测定方法：1,烘干法——测量土壤水分界的flag烘干法是测定土壤水分最经典的方法，也是标准方法，是衡量其他方法是否靠谱的标尺。它需要从野外获得新鲜土样，为了避免土壤水分蒸发，一拿到土样就得赶紧伺候到铝盒，盖紧八百里加急送回实验室，立即称重。2,电阻法这次人类没有选择和土壤亲密接触，而是利用了第三者，即电阻。电阻法是一种比较古老的方法，把嵌有电极的电阻块放到土壤中，当电阻块中的水势与土壤水势平衡后，测量电阻块的电阻，然后得出土壤水势。所谓的电阻是由多孔渗水介质（如石膏、尼龙、玻璃纤维）制成，利用它们的电阻大小与含水量相关的特性测量土壤水分。 3,中子散射法中子法适合测定野外土壤水分。它是将中子源埋入土壤中，中子源不断发射快中子，快中子进入土壤介质与各种原子离子相碰撞，快中子损失能量，从而使其慢化。当快中子与氢原子碰撞时，损失能量最大，更易于慢化；慢中子云密度与氢元素含量呈正比。土壤中水分含量越高，氢就越多，使得慢中子云密度就越大，从而可以由慢中子云密度得到相应的土壤水分含量。

参考下： 进入21世纪后，特别在我国加入WTO后，国内产品面临巨大挑战。各行业特别是传统产业都急切需要应用电子技术、自动控制技术进行改造和提升。例如纺织行业，温湿度是影响纺织品质量的重要因素，但纺织企业对温湿度的测控手段仍很粗糙，十分落后，绝大多数仍在使用干湿球湿度计，采用人工观测，人工调节阀门、风机的方法，其控制效果可想而知。制药行业里也基本如此。而在食品行业里，则基本上凭经验，很少有人使用湿度传感器。值得一提的是，随着农业向产业化发展，许多农民意识到必需摆脱落后的传统耕作、养殖方式，采用现代科学技术来应付进口农产品的挑战，并打进国外市场。各地建立了越来越多的新型温室大棚，种植反季节蔬菜，花卉；养殖业对环境的测控也日感迫切；调温冷库的大量兴建都给温湿度测控技术提供了广阔的市场。我国已引进荷兰、以色列等国家较先进的大型温室四十多座，自动化程度较高，成本也高。国内正在逐步消化吸收有关技术，一般先搞调温、调光照，控通风；第二步搞温湿度自动控制及CO2测控。此外，国家粮食储备工程的大量兴建，对温湿度测控技术提也提出了要求。 但目前，在湿度测试领域大部分湿敏元件性能还只能使用在通常温度环境下。在需要特殊环境下测湿的应用场合大部分国内包括许多国外湿度传感器都会“皱起眉头”！例如在上面提到纺织印染行业，食品行业，耐高温材料行业等，都需要在高温情况下测量湿度。一般情况下，印染行业在纱锭烘干中，温度能达到120摄氏度或更高温度；在食品行业中，食物的烘烤温度能达到80-200摄氏度左右；耐高温材料，如陶瓷过滤器的烘干等能达到200摄氏度以上。在这些情况下，普通的湿度传感器是很难测量的。 高分子电容式湿度传感器通常都是在绝缘的基片诸如玻璃、陶瓷、硅等材料上，用丝网漏印或真空镀膜工艺做出电极，再用浸渍或其它办法将感湿胶涂覆在电极上做成电容元件。湿敏元件在不同相对湿度的大气环境中，因感湿膜吸附水分子而使电容值呈现规律性变化，此即为湿度传感器的基本机理。影响高分子电容型元件的温度特性，除作为介质的高分子聚合物的介质常数ε及所吸附水分子的介电常数ε受温度影响产生变化外，还有元件的几何尺寸受热膨胀系数影响而产生变化等因素。根据德拜理论的观点，液体的介电常数ε是一个与温度和频率有关的无量纲常数。水分子的ε在T＝5℃时为78.36，在T＝20℃时为79.63。有机物ε与温度的关系因材料而异，且不完全遵从正比关系。在某些温区ε随T呈上升趋势，某些温区ε随T增加而下降。多数文献在对高分子湿敏电容元件感湿机理的分析中认为：高分子聚合物具有较小的介电常数，如聚酰亚胺在低湿时介电常数为3.0一3.8。而水分子介电常数是高分子ε的几十倍。因此高分子介质在吸湿后，由于水分子偶极距的存在，大大提高了吸水异质层的介电常数，这是多相介质的复合介电常数具有加和性决定的。由于ε的变 化，使湿敏电容元件的电容量C与相对湿度成正比。在设计和制作工艺中很难组到感湿特性全湿程线性。作为电容器，高分子介质膜的厚度d和平板电容的效面积S也和温度有关。温度变化所引起的介质几何尺寸的变化将影响C值。高分子聚合物的平均热线胀系数可达到 的量级。例如硝酸纤维素的平均热线胀系数为108x10-5/℃。随着温度上升，介质膜厚d增加，对C呈负贡献值；但感湿膜的膨胀又使介质对水的吸附量增加，即对C呈正值贡献。可见湿敏电容的温度特性受多种因素支配，在不同的湿度范围温漂不同；在不同的温区呈不同的温度系数；不同的感湿材料温度特性不同。总之，高分子湿度传感器的温度系数并非常数，而是个变量。所以通常传感器生产厂家能在-10-60摄氏度范围内是传感器线性化减小温度对湿敏元件的影响。 国外厂家比较优质的产品主要使用聚酰胺树脂，产品结构概要为在硼硅玻璃或蓝宝石衬底上真空蒸发制作金电极，再喷镀感湿介质材料（如前所述）形式平整的感湿膜，再在薄膜上蒸发上金电极.湿敏元件的电容值与相对湿度成正比关系，线性度约±2%。虽然，测湿性能还算可以但其耐温性、耐腐蚀性都不太理想，在工业领域使用，寿命、耐温性和稳定性、抗腐蚀能力都有待于进一步提高。 陶瓷湿敏传感器是近年来大力发展的一种新型传感器。优点在于能耐高温，湿度滞后，响应速度快，体积小，便于批量生产，但由于多孔型材质，对尘埃影响很大，日常维护频繁，时常需要电加热加以清洗易影响产品质量，易受湿度影响，在低湿高温环境下线性度差，特别是使用寿命短，长期可靠性差，是此类湿敏传感器迫切解决的问题。 当前在湿敏元件的开发和研究中，电阻式湿度传感器应当最适用于湿度控制领域，其代表产品氯化锂湿度传感器具有稳定性、耐温性和使用寿命长多项重要的优点，氯化锂湿敏传感器已有了五十年以上的生产和研究的历史，有着多种多样的产品型式和制作方法，都应用了氯化锂感湿液具备的各种优点尤其是稳定性最强。 氯化锂湿敏器件属于电解质感湿性材料，在众多的感湿材料之中，首先被人们所注意并应用于制造湿敏器件，氯化锂电解质感湿液依据当量电导随着溶液浓度的增加而下降。电解质溶解于水中降低水面上的水蒸气压的原理而实现感湿。 氯化锂湿敏器件的衬底结构分柱状和梳妆，以氯化锂聚乙烯醇涂覆为主要成份的感湿液和制作金质电极是氯化锂湿敏器件的三个组成部分。多年来产品制作不断改进提高，产品性能不断得到改善，氯化锂感湿传感器其特有的长期稳定性是其它感湿材料不可替代的，也是湿度传感器最重要的性能。在产品制作过程中，经过感湿混合液的配制和工艺上的严格控制是保持和发挥这一特性的关键。 在国内九纯健科技依托于国家计量科学研究院、中科院自动化研究所、化工研究院等大型科研单位从事温湿度传感器产品的研制、生产。选用氯化锂感湿材料作为主攻方向，生产氯化锂湿敏传感器及相关变送器，自动化仪表等产品，在吸取了国内外此项技术的成功经验的同时，努力克服传统产品存在的各项弱点，取得实质性进展。产品选用了Al2O3及SiO2陶瓷基片为衬底，基片面积大大缩小，采用特殊的工艺处理，耐湿性和粘覆性均大大提高。使用烧结工艺，在衬底集片上烧结5个9的工业纯金制成的梳妆电极，氯化锂感湿混合液使用新产品添加剂和固有成份混合经过特殊的老化和涂覆工艺后，湿敏基片的使用寿命和长期稳定性大大提高，特别是耐温性达到了-40℃-120℃，以多片湿敏元件组合的独特工艺，是传感器感湿范围为1%RH-98%RH，具备了15%RH范围以下的测量性能，漂移曲线和感湿曲线均实现了较好的线性化水平，使湿度补偿得以方便实施并较容易地保证了宽温区的测湿精度。采用循环降温装置封闭系统，先对对被测气体采样，然后降温检测并确保绝对湿度的恒定，使探头耐温范围提高到600℃左右，大大增强了高温下测湿的功能。成功解决了“高温湿度测量”这一湿度测量领域难题。现在，不采用任何装置直接测量150度以内环境中的湿度的分体式高温型温湿度传感器JCJ200W已成功应用在木材烘干，高低温试验箱等系统中。同时，JCJ200Y产品能耐温高达600度，也已成功应用在印染行业纱锭自动烘干系统、食品自动烘烤系统、特殊陶瓷材料的自动烘干系统、出口大型烘干机械等方面，并表现出良好的效果,为国内自动化控制域填补了高温湿度测量的空白，为我国工业化进程奠定了一定基础。传感器论文： 低温下压阻式压力传感器性能的实验研究 Experimental Study On Performance Of Pressure Transducer At Low Temperature .... 灌区水位测量记录设备及安装技术 摘要：水位测量施测简单直观，易于为广大用水户所接受而且便于自动观测，因而在灌区水量计量乃至在整个灌区信息化建设中都占有十分重要的地位。目前我国灌区中水位监测采用的传感器依据输出量的不同主要分为模拟传感.... 主成分分析在空调系统传感器故障检测与诊断中的应用研究 摘要 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按被检测的对象的性质可将它们的应用分为:直接应用和间接应用。前者是直接检测出受检测对象本身的磁场或磁特性，后者是检测受检对象上人为设置的磁场，用这个磁场来作被检测的信息的载体，通过它，将许多非电、非磁的物理量例如力、力矩、压力、应力、位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、转数、转速以及工作状态发生变化的时间等，转变成电量来进行检测和控制。 一 霍尔器件的工作原理 在磁场作用下，通有电流的金属片上产生一横向电位差如图1所示： 这个电压和磁场及控制电流成正比： VH＝K╳｜H╳IC｜ 式中VH为霍尔电压，H为磁场，IC为控制电流，K为霍尔系数。 在半导体中霍尔效应比金属中显著，故一般霍尔器件是采用半导体材料制作的。 用霍尔器件，可以进行非接触式电流测量，众所周知，当电流通过一根长的直导线时，在导线周围产生磁场，磁场的大小与流过导线的电流成正比，这一磁场可以通过软磁材料来聚集，然后用霍尔器件进行检测，由于磁场与霍尔器件的输出有良好的线性关系，因此可利用霍尔器件测得的讯号大小，直接反应出电流的大小，即： I∞B∞VH 其中I为通过导线的电流，B为导线通电流后产生的磁场，VH为霍尔器件在磁场B中产生的霍尔电压、当选用适当比例系数时，可以表示为等式。霍尔传感器就是根据这种工作原理制成的。 二 霍尔传感器的应用 1 霍尔接近传感器和接近开关 在霍尔器件背后偏置一块永久磁体，并将它们和相应的处理电路装在一个壳体内，做成一个探头，将霍尔器件的输入引线和处理电路的输出引线用电缆连接起来，构成如图1所示的接近传感器。它们的功能框见图19。(a)为霍尔线性接近传感器，(b)为霍尔接近开关。 图1 霍尔接近传感器的外形图 a)霍尔线性接近传感器 (b)霍尔接近开关 图2 霍尔接近传感器的功能框图 霍尔线性接近传感器主要用于黑色金属的自控计数，黑色金属的厚度检测、距离检测、齿轮数齿、转速检测、测速调速、缺口传感、张力检测、棉条均匀检测、电磁量检测、角度检测等。 霍尔接近开关主要用于各种自动控制装置，完成所需的位置控制，加工尺寸控制、自动计数、各种计数、各种流程的自动衔接、液位控制、转速检测等等。3.2.7霍尔翼片开关 霍尔翼片开关就是利用遮断工作方式的一种产品，它的外形如图20所示，其内部结构及工作原理示于图21。 图3 霍尔翼片开关的外形图 2 霍尔齿轮传感器 如图4所示,新一代的霍尔齿轮转速传感器，广泛用于新一代的汽车智能发动机，作为点火定时用的速度传感器，用于ABS（汽车防抱死制动系统）作为车速传感器等。 在ABS中，速度传感器是十分重要的部件。ABS的工作原理示意图如图23所示。图中，1是车速齿轮传感器；2是压力调节器；3是控制器。在制动过程中，控制器3不断接收来自车速齿轮传感器1和车轮转速相对应的脉冲信号并进行处理，得到车辆的滑移率和减速信号，按其控制逻辑及时准确地向制动压力调节器2发出指令，调节器及时准确地作出响应，使制动气室执行充气、保持或放气指令，调节制动器的制动压力，以防止车轮抱死，达到抗侧滑、甩尾，提高制动安全及制动过程中的可驾驭性。在这个系统中，霍尔传感器作为车轮转速传感器，是制动过程中的实时速度采集器，是ABS中的关键部件之一。 在汽车的新一代智能发动机中，用霍尔齿轮传感器来检测曲轴位置和活塞在汽缸中的运动速度，以提供更准确的点火时间，其作用是别的速度传感器难以代替的，它具有如下许多新的优点。 （1）相位精度高，可满足0.4°曲轴角的要求，不需采用相位补偿。 （2）可满足0.05度曲轴角的熄火检测要求。 （3）输出为矩形波，幅度与车辆转速无关。在电子控制单元中作进一步的传感器信号调整时，会降低成本。 用齿轮传感器，除可检测转速外，还可测出角度、角速度、流量、流速、旋转方向等等。 图4 霍尔速度传感器的内部结构 1. 车轮速度传感器2.压力调节器3.电子控制器 2. 图4 ABS气制动系统的工作原理示意图 3 旋转传感器 按图5所示的各种方法设置磁体，将它们和霍尔开关电路组合起来可以构成各种旋转传感器。霍尔电路通电后，磁体每经过霍尔电路一次，便输出一个电压脉冲。 (a)径向磁极(b)轴向磁极(c)遮断式 图5 旋转传感器磁体设置 由此，可对转动物体实施转数、转速、角度、角速度等物理量的检测。在转轴上固定一个叶轮和磁体，用流体（气体、液体）去推动叶轮转动，便可构成流速、流量传感器。在车轮转轴上装上磁体，在靠近磁体的位置上装上霍尔开关电路，可制成车速表，里程表等等，这些应用的实例如图25所示。 图6的壳体内装有一个带磁体的叶轮，磁体旁装有霍尔开关电路，被测流体从管道一端通入，推动叶轮带动与之相连的磁体转动，经过霍尔器件时，电路输出脉冲电压，由脉冲的数目，可以得到流体的流速。若知管道的内径，可由流速和管径求得流量。霍尔电路由电缆35来供电和输出。 图6 霍尔流量计 由图7可见，经过简单的信号转换，便可得到数字显示的车速。 利用锁定型霍尔电路，不仅可检测转速，还可辨别旋转方向，如图27所示。 曲线1对应结构图（a）,曲线2对应结构图(b)，曲线3对应结构图(c)。 图7 霍尔车速表的框图 图8 利用霍尔开关锁定器进行方向和转速测定 4 在大电流检测中的应用 在冶金、化工、超导体的应用以及高能物理（例如可控核聚变）试验装置中都有许多超大型电流用电设备。用多霍尔探头制成的电流传感器来进行大电流的测量和控制，既可满足测量准确的要求，又不引入插入损耗，还免除了像使用罗果勘斯基线圈法中需用的昂贵的测试装置。图9示出一种用于DⅢ－D托卡马克中的霍尔电流传感器装置。采用这种霍尔电流传感器，可检测高达到300kA的电流。 图9（a）为G－10安装结构，中心为电流汇流排，(b)为电缆型多霍尔探头，(c)为霍尔电压放大电路。 (a)G�10安装结构(b)电缆型多霍尔探头(c)霍尔电压放大电路 图9 多霍尔探头大电流传感器 图10霍尔钳形数字电流表线路示意图 图11霍尔功率计原理图 (a)霍尔控制电路 (b)霍尔磁场电路 图12霍尔三相功率变送器中的霍尔乘法器 图13霍尔电度表功能框图 图14霍尔隔离放大器的功能框图 5 霍尔位移传感器 若令霍尔元件的工作电流保持不变，而使其在一个均匀梯度磁场中移动，它输出的霍尔电压VH值只由它在该磁场中的位移量Z来决定。图15示出3种产生梯度磁场的磁系统及其与霍尔器件组成的位移传感器的输出特性曲线，将它们固定在被测系统上，可构成霍尔微位移传感器。从曲线可见，结构（b）在Z<2mm时，VH与Z有良好的线性关系，且分辨力可达1μm，结构（C）的灵敏度高，但工作距离较小。 图15 几种产生梯度磁场的磁系统和几种霍尔位移传感器的静态特性 用霍尔元件测量位移的优点很多：惯性小、频响快、工作可靠、寿命长。 以微位移检测为基础，可以构成压力、应力、应变、机械振动、加速度、重量、称重等霍尔传感器。 6 霍尔压力传感器 霍尔压力传感器由弹性元件，磁系统和霍尔元件等部分组成，如图16所示。在图16中，（a）的弹性元件为膜盒，(b)为弹簧片，(c)为波纹管。磁系统最好用能构成均匀梯度磁场的复合系统，如图29中的(a)、(b)，也可采用单一磁体，如（c）。加上压力后，使磁系统和霍尔元件间产生相对位移，改变作用到霍尔元件上的磁场，从而改变它的输出电压VH。由事先校准的p～f(VH)曲线即可得到被测压力p的值。 图16 几种霍尔压力传感器的构成原理 7 霍尔加速度传感器 图17示出霍尔加速度传感器的结构原理和静态特性曲线。在盒体的O点上固定均质弹簧片S,片S的中部U处装一惯性块M，片S的末端b处固定测量位移的霍尔元件H，H的上下方装上一对永磁体，它们同极性相对安装。盒体固定在被测对象上，当它们与被测对象一起作垂直向上的加速运动时，惯性块在惯性力的作用下使霍尔元件H产生一个相对盒体的位移，产生霍尔电压VH的变化。可从VH与加速度的关系曲线上求得加速度。 图17 霍尔加速度传感器的结构及其静态特性 三 小结 目前霍尔传感器已从分立元件发展到了集成电路的阶段，正越来越受到人们的重视，应用日益广泛。

土壤水分检测方法(1)土壤水分测定之烘干法(失重法)烘干法是测量土壤水分的是最普遍的方法，也是标准方法，它用来测定土壤质量含水量。通常将从野外取来的原状土柱中称出已知重量的潮湿土壤样品，放在温度105℃的烘箱中烘干后再称重。加热而失去的水分代表潮湿样品中的土壤水分。(2)土壤水分测定之电阻法电阻法是利用某些多孔性物质如石膏、尼龙、玻璃纤维等的电阻和它们的含水量有关系这一事实而采用的一种方法。当这些嵌有电极的块状组件放置在潮湿的土壤中时，它们吸收土壤水分一直达到平衡状态。块状组件的电阻由它们的含水量决定的，并依次由附近土壤水分张力或的吸力所决定。电阻读数和土壤水分百分数之间的关系可以用标定方法(calibration)来确定。这些块状组件在一段时间内用来测定田间选定位置的含水量。在1～15大气压吸力范围内它们给出相当准确的水分读数。(3)土壤水分测定之中子散射(neutronscattering)中子散射法是测定野外土壤水分的独特方法。中子水分计的有效性是基于这一原则，即氢在急剧减低快中子的速度并把它们散射开的能力方面是比较独特的。在图6-3中说明了中子水分计的原理。中子水分计虽然昂贵，但是它具有多方面的优点，并且能相当准确地测定矿质土壤中作为化合氢的主要来源的水的含量。这一方法对于有机质土壤有明显的限制，因为有机质中许多化合氢是以水以外的其他形式存在。此外它不适宜测定表层0-15厘米的土壤水含量。(4)土壤水分测定之TDR法TDR法是20世纪80年代初发展起来的一种测定方法它首先发现可用于土壤容积含水量的测定，继而又发现其可用于土壤含盐量的测定.TDR英文全称是Time-Domain-Reflectometry，简写为TDR，中文译为时域反射仪。TDR法在国外已较普遍使用，在国内也有些研究机构开始引进和开发TDR。TDR系统类似一个短波雷达系统，可以直接、快速、方便、实地监测土壤水盐状况，与其它测定方法相比，TDR具有较强的独立性，测定结果几乎与土壤类型、密度、温度等无关。将TDR技术应用于结冰条件下土壤水分状况的测定，可得到满意的结果，而其它测定方法则是比较困难的。TDR另一个特点是可同时监测土壤水盐含量，在同一地点同时测定，测定结果具有一致性。而二者测定是完全独立的，互不影响。