超音波による代掻き後の水田土壌硬度計測

利用超声波测量耕后稻土硬度

基本信息

批准号：
16780182
负责人：
海津裕
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Hokkaido University (2006)The University of Tokyo (2004-2005)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2006
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16780182/
关键词：
代掻き水田土壌超音波硬度水田土壌粘度縦波音速土壌硬度

项目摘要

平成18年度(実用オンラインリアルタイムシステムの開発実験)前年度までの実験では,超音波発生器からのインパルス波を,超音波トランスデューサに伝え,土壌中を伝播した超音波をもう一つのトランスデューサで受信し,増幅器によって信号の増幅を行った後,デジタルオシロスコープによってデータの記録を行った.受信した信号波形の振幅,位相から硬度の推定を行ってきた.硬度推定を行う際,これまでは,すべて,デジタルオシロスコープや,ファンクションジェネレータなど汎用の計測器によって行われていた.計測データは,一度,オシロスコープのZipドライブに保存され,それをパソコンで読み込み,表計算ソフトウェアや,数値解析ソフトウェア上で解析を行ってきた.平成18年度には,これまでの結果を用い,パーソナルコンピュータに,オシロスコープボード,ファンクションジェネレータボードを組み込み,オンラインで計測,解析が行えるシステムを開発した.このシステムでは,グラフィカルプログラミング言語LabVIEWによって,直接ボードの制御を行うことができる.また,解析用の関数を多数含んでいるため,フィルターや,統計処理などをプログラムすることが可能である.これまで,オフラインで行っていた解析をリアルタイムで行えるようにした.具体的には,アルゴリズムの中に,超音波発信部,振幅測定部,位相比較部,硬度推定部などを組み込んだ.これにより,アルゴリズムに柔軟性を持つリアルタイム硬度測定システムの実現の可能性が示された.

在上一年，将来自超声发电机的脉冲波传输到超声传感器，并且另一个传感器接收到通过土壤传播的超声波波，并通过放大器扩大信号，并使用数字示波器记录数据。硬度是从接收信号波形的幅度和相中估计的。过去，所有硬度都是使用通用测量工具（例如数字示波器和功能发生器）进行的。测量数据曾经存储在示波器的拉链驱动器中，并加载在计算机上，并使用电子表格软件和数值分析软件进行了分析。 2006使用以前的结果，我们开发了一个将示波器板和功能生成器板纳入个人计算机的系统，并且可以在线执行测量和分析。该系统允许使用图形编程语言LabView直接控制板。它还包括许多用于分析的功能，因此可以对过滤器和统计处理进行编程。以前可以实时执行离线分析。具体而言，该算法结合了超声发射机，振幅测量单元，相比较单元和硬度估计单元。这表明了具有算法灵活性实时硬度测量系统的可能性。