Medición precisa de la profundidad del suelo congelado basada en I-TDR
Autores: Qin, Haoqin; Mu, Zhiquan; Jia, Xingyue; Kang, Qining; Li, Xiaobin; Xu, Jinghui
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Medición precisa de la profundidad del suelo congelado basada en I-TDR
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Agronomía y Ciencia de los Cultivos
Palabras clave
Método
Medición de impedancia
Convolución en el dominio tiempo-frecuencia
Frente de congelación del suelo
Precisión de la medición
Suelo congelado.
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 27
Citaciones: Sin citaciones
En este estudio, se discute un nuevo método para determinar la profundidad del suelo congelado, Reflectometría en el Dominio del Tiempo de Respuesta de Impulso. Este método utiliza el principio de medición de impedancia y la ley de convolución de dominio tiempo-frecuencia para convertir la señal de reflexión en el dominio de frecuencia en una señal en el dominio del tiempo y determinar con precisión el frente de congelación del suelo midiendo la diferencia entre la impedancia del suelo congelado y el suelo no congelado. La ventaja de este método es que resuelve los problemas de ancho de banda pequeño, tiempo de borde de subida largo y grandes errores de medición en el método TDR tradicional para mejorar efectivamente la precisión de la medición del frente de congelación del suelo. Bajo condiciones de laboratorio, se seleccionaron suelos de diferentes texturas (arena, loess, suelo negro y suelo rojo) para determinación experimental, y los resultados mostraron que en comparación con el método TDR tradicional, el RMSE del método I-TDR fue pequeño, y el método era aplicable bajo diferentes condiciones de textura del suelo, lo que podría proporcionar un nuevo método para monitorear el suelo congelado en áreas frías. Además, la aplicación de este método tiene una importante significación orientadora para mejorar la eficiencia del riego invernal, especialmente para guiar la producción agrícola, la irrigación de tierras de cultivo, la construcción de ingeniería de drenaje, el monitoreo meteorológico del suelo congelado y otros aspectos en áreas frías y áridas.
Descripción
En este estudio, se discute un nuevo método para determinar la profundidad del suelo congelado, Reflectometría en el Dominio del Tiempo de Respuesta de Impulso. Este método utiliza el principio de medición de impedancia y la ley de convolución de dominio tiempo-frecuencia para convertir la señal de reflexión en el dominio de frecuencia en una señal en el dominio del tiempo y determinar con precisión el frente de congelación del suelo midiendo la diferencia entre la impedancia del suelo congelado y el suelo no congelado. La ventaja de este método es que resuelve los problemas de ancho de banda pequeño, tiempo de borde de subida largo y grandes errores de medición en el método TDR tradicional para mejorar efectivamente la precisión de la medición del frente de congelación del suelo. Bajo condiciones de laboratorio, se seleccionaron suelos de diferentes texturas (arena, loess, suelo negro y suelo rojo) para determinación experimental, y los resultados mostraron que en comparación con el método TDR tradicional, el RMSE del método I-TDR fue pequeño, y el método era aplicable bajo diferentes condiciones de textura del suelo, lo que podría proporcionar un nuevo método para monitorear el suelo congelado en áreas frías. Además, la aplicación de este método tiene una importante significación orientadora para mejorar la eficiencia del riego invernal, especialmente para guiar la producción agrícola, la irrigación de tierras de cultivo, la construcción de ingeniería de drenaje, el monitoreo meteorológico del suelo congelado y otros aspectos en áreas frías y áridas.