تطبيق مستشعر رطوبة التربة في ري الأراضي الزراعية

تطبيق مستشعر رطوبة التربة في ري الأراضي الزراعية

يشير الري الزراعي بشكل أساسي إلى عمليات الري في المناطق الزراعية. وينقسم الري الزراعي إلى الري السطحي التقليدي، والري بالرش العادي، والري الدقيق. يشمل الري السطحي التقليدي الري الجانبي، والري بالأخاديد، والري المغمور، والري بالغمر. إلا أن هذا النوع من الري غالبًا ما يكون غير مناسب للزراعة نظرًا لاستهلاكه الكبير والصغير للمياه. بالإضافة إلى ذلك، يُعد الري بالرش العادي طريقة شائعة نسبيًا في الإنتاج الزراعي في بلدي، إلا أن كفاءته في استخدام المياه ليست عالية. أما تقنيات الري الدقيق الحديثة فتشمل الري بالرش الدقيق، والري بالتنقيط، والري بالتسريب. وبالمقارنة مع طرق الري التقليدية، تتميز هذه التقنيات عمومًا بتأثيرات أفضل في توفير المياه وكفاءة أعلى في استخدامها.

سواءً كان الري تقليديًا أو عاديًا أو بالتنقيط، لا يمكننا تحديد ما إذا كانت رطوبة التربة تصل إلى المستوى الأمثل لنمو المحاصيل بالعين المجردة. لذا، نحتاج إلى جهاز استشعار رطوبة التربة لمراقبة مستوى الرطوبة والتأكد من وصولها إلى المستوى الأمثل لنمو النباتات بعد الري.

مستشعر رطوبة التربة هو جهاز يُستخدم لمراقبة رطوبة التربة. يُعرف أيضًا باسم مستشعر رطوبة التربة. يُستخدم بشكل أساسي لقياس المحتوى المائي الحجمي للتربة، ويُستخدم في مراقبة رطوبة التربة والري الزراعي وحماية الغابات. يُدفن مسبار المستشعر في العمق المطلوب لمراقبة الرطوبة. من خلال قياس ثابت العزل الكهربائي للتربة، تُقاس النسبة المئوية لحجم رطوبة التربة وتُرفع إلى منصة المراقبة في الوقت الفعلي. في حال ارتفاع الرطوبة عن الحد المسموح به، يتوقف الري؛ أما في حال انخفاضها عن الحد المسموح به، فيتم التحكم في الصمام الكهرومغناطيسي المتصل بمصدر المياه بواسطة عزل كهروضوئي ومرحل، ويستمر الري. كما تحتوي منصة المراقبة على وظيفة إنذار، حيث يمكن ضبط الحدين الأعلى والأدنى للرطوبة. عندما تكون الرطوبة مرتفعة جدًا أو منخفضة جدًا، يمكنك إخطار الجميع في الوقت المناسب من خلال تنبيهات واجهة المنصة، وتنبيهات الرسائل النصية القصيرة، وتنبيهات الصوت والضوء، وما إلى ذلك. بالإضافة إلى المراقبة في الوقت الفعلي لظروف تشغيل النظام، يمكن للمنصة أيضًا تسجيل وتحليل البيانات التاريخية، بالإضافة إلى تنزيل البيانات وطباعتها، مما يسهل البحث العلمي.

أجهزة استشعار رطوبة التربة الشائعة الاستخدام هي من نوع FDR ونوع TDR، أي نوع مجال التردد ونوع مجال الزمن.

طريقة قياس رطوبة التربة بتقنية TDR هي طريقة طُوّرت في ثمانينيات القرن الماضي. تُعرف في الصين باسم "مقياس الانعكاس الزمني". تُستخدم هذه الطريقة على نطاق واسع في الخارج، وقد بدأت مؤخرًا في الصين، حيث أولت لها جميع الجهات اهتمامًا كبيرًا. نظام TDR مشابه لنظام الرادار، ويتميز باستقلالية عالية، إذ لا تتأثر نتائجه بنوع التربة أو كثافتها أو درجة حرارتها. ومن أهم مميزاته قدرته على قياس رطوبة التربة في الظروف الجليدية، وهي ميزة لا تتوفر في الطرق الأخرى. إضافةً إلى ذلك، يُمكن لتقنية TDR رصد محتوى الماء والملح في التربة في آنٍ واحد، مع تقارب شديد في نتائج القياسين. وهذا دليل واضح على دقة هذه الطريقة.

نظرًا لارتفاع تكلفة أجهزة قياس معامل الانعكاس الزمني (TDR)، بدأت العديد من الشركات (مثل AquaSPY وSentek وDelta-T وDecagon) في أواخر ثمانينيات القرن الماضي باستخدام طريقة أبسط لقياس ثابت العزل الكهربائي للتربة، وهي طريقة قياس معامل الانعكاس الترددي (FDR). تعتمد هذه الطريقة على مبدأ النبضات الكهرومغناطيسية لقياس السماحية الظاهرية (ε) للتربة وفقًا لتردد انتشار الموجات الكهرومغناطيسية في الوسط، ومن ثم حساب المحتوى المائي الحجمي للتربة (θv). تتميز طريقة FDR بأنها أرخص من TDR، كما أنها أسرع في القياس، وبعد معايرة التربة، تتمتع بدقة عالية، ولا تتقيد بشكل المجس، ويمكنها القياس على أعماق متعددة في الوقت نفسه، مما يُسهّل عملية جمع البيانات. تتميز FDR بالبساطة والأمان والسرعة والدقة، بالإضافة إلى إمكانية القياس المستمر من نقطة ثابتة، والتشغيل الآلي، والنطاق الواسع، وقلة الحاجة إلى المعايرة، مما يجعلها أداةً موصى بها لقياس رطوبة التربة .

يستخدم مستشعر رطوبة التربة طريقة FDR لقياس رطوبة التربة. ومن خلال قياس ثابت العزل الكهربائي للتربة، يتم تحديد النسبة المئوية لحجم رطوبة التربة. وتعكس طريقة قياس رطوبة التربة، المتوافقة مع المعايير الدولية الحالية، محتوى الرطوبة الحقيقي للتربة بشكل مباشر وثابت. وهي مناسبة لرصد رطوبة التربة، والتجارب العلمية، والري الموفر للمياه، والبيوت الزجاجية، والمراعي، والقياس السريع لرطوبة التربة، وزراعة النباتات، والتحكم في البيوت الزجاجية، والزراعة الدقيقة، وغيرها، بالإضافة إلى قياسات إدارة المياه، والأرصاد الجوية، ومحتوى الماء في مختلف الجسيمات.

المعايير الفنية (نوع الإخراج التناظري):

مصدر الطاقة: 12~30 فولت تيار مستمر

أقصى استهلاك للطاقة: 60 مللي أمبير * 24 فولت تيار مستمر

نطاق قياس الرطوبة: 0~100%، دقة قياس الرطوبة: ±3% في نطاق 0-53%؛ ±5% في نطاق 53-100%

بيئة التخزين: من -40 درجة مئوية إلى 80 درجة مئوية

زمن الاستجابة: أقل من ثانية واحدة، إشارة الخرج: 4-20 مللي أمبير، خرج خطي

منطقة قياس رطوبة التربة: متمركزة حول المجس المركزي، داخل أسطوانة نصف قطرها 7 سم

طول المسبار: 70 مم

قطر المسبار: 3 مم

مادة المسبار: فولاذ مقاوم للصدأ 304

مادة الختم: راتنج الإيبوكسي (مثبط اللهب الأسود)

طول الكابل: متران قياسيان

مستوى الحماية: IP68

ثمة حاجة ماسة إلى مزيد من الأبحاث حول هذا الموضوع، وذلك لتوفير أدلة قوية وحاسمة على تأثيراته على أنظمة الرصد البيئي. ومع ذلك، فقد قدمت دراسات حديثة رؤى قيّمة حول كيفية تأثير تناول هذا الموضوع على تحسين أداء أجهزة الاستشعار الأصلية.

تُقدّم شركة هونان ريكا للتكنولوجيا الإلكترونية المحدودة منتجات وخدمات حلول استشعار عالية الجودة، وهي ملتزمة بمساعدة عملائها على تحقيق تحسينات مستدامة في أدائهم وبلوغ أهدافهم الرئيسية. على مدى العقود الماضية، بنينا شركةً تتمتع بمؤهلات فريدة تؤهلها لهذه المهمة. تفضل بزيارة موقع ريكا للمستشعرات لمزيد من المعلومات.

الاتساق والبساطة متلازمان. وهذا يعني مواءمة مستشعرات ريكا مع المنصات المناسبة، والتحدث إلى العملاء المناسبين بالرسالة المناسبة، وبيع الفكرة المناسبة.

بشكل عام، قد يكون حل الاستشعار وسيلة رائعة للمصنعين لتوسيع استخدامهم للتكنولوجيا، لكن السعر قد يمثل عقبة كبيرة لبعض الشركات.