功率放大器在时间反演法土壤含水率监测中的应用.pdf

案例 1 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土壤含水率监测中的应用 研究方向：压电主动传感技术 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。 测试目的：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。 测试设备：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，电脑等。 数据采集系统配置图 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放大后，由多功能数据采集卡采集至电 脑。 土壤试验体及传感器布置图 数据采集系统 测试结果： 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。 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 放大器在该实验中发挥的效能：激励信号，驱动传感器。