功率放大器在時間反演法土壤含水率監(jiān)測中的應用

實驗名稱：功率放大器基于應力波時間反演法的土壤含水率監(jiān)測中的應用

實驗目的：

針對大范圍土壤含水率監(jiān)測問題，研究基于應力波時間反演聚焦信號的土壤含水率監(jiān)測技術。

實驗設備：壓電傳感器，任意波形發(fā)生器，功率放大器，電荷放大器，數(shù)據(jù)采集卡，電腦

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)配置圖

實驗內(nèi)容：

本文提出一種基于壓電主動傳感的監(jiān)測方法，利用時間反演技術提高信號的信噪比，建立反演聚焦信號與土壤含水率之間的關系。

實驗過程：

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由任意波形發(fā)生器、功率放大器（ATA-2041）、電荷放大器、數(shù)據(jù)采集卡、電腦及收發(fā)端壓電傳感器組成，如圖所示。任意波形發(fā)生器AFG-1022生成波形，經(jīng)功率放大器ATA-2041放大后，輸出信號電.壓為400V。接收信號經(jīng)過電荷放大器HK-9210放大后，由多功能數(shù)據(jù)采集卡NI-6366采集至電腦。

土壤試驗體及傳感器布置圖

數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

實驗結果：

24%含水率下10次采集聚焦信號

聚焦信號幅值與含水率的關系

1）聚焦信號幅值隨著含水率的增大而減小，通過分析聚焦信號幅值可確定土壤的含水率，該方法可以作為土壤含水率區(qū)域性監(jiān)測的一種有效手段;

2）時間反演法所得到的聚焦信號能有效提高信號的信噪比。因此,壓電主動傳感時間反演法在土壤區(qū)域性含水率監(jiān)測_上具有很好的應用前景。

功率放大器ATA-2041參數(shù)指標：