Какие датчики используются в интеллектуальных системах орошения?

Вода — важнейший ресурс в приусадебном хозяйстве и сельском хозяйстве. Традиционные системы орошения, работающие по фиксированным таймерам, часто подают больше воды, чем необходимо, что приводит к её перерасходу и увеличению коммунальных расходов. Интеллектуальные системы орошения решают эту проблему, используя данные датчиков в режиме реального времени для эффективной оптимизации водопотребления.

Интеллектуальные системы орошения позволяют управлять поливом с помощью компьютера, настраивая графики и время полива в зависимости от погодных условий, типа почвы и окружающей среды. Эти интеллектуальные системы также динамически реагируют на количество осадков, влажность почвы, ветер и колебания температуры, в отличие от традиционных систем орошения, которые имеют фиксированный график. Это способствует более здоровому росту растений и значительно снижает потребление воды.

Поскольку потребность в устойчивом управлении водными ресурсами возрастает, технологии интеллектуального орошения должны применяться в городских условиях и сельском хозяйстве. По данным IFAS Университета Флориды, интеллектуальное орошение позволяет экономить до 50% воды, используемой домохозяйствами.

Ключевые датчики в интеллектуальных системах орошения

Интеллектуальные системы орошения основаны на наборе датчиков, которые отслеживают состояние окружающей среды и почвы. Датчики выполняют определенную функцию и взаимодействуют друг с другом для обеспечения растений наиболее эффективным количеством воды без потерь.

1. Датчики дождя

Функция:   Датчики дождя используются для измерения количества осадков и временного отключения системы орошения, чтобы предотвратить ненужный полив.

Принцип работы: Датчики дождя размещаются на крыше или в саду. При обнаружении дождя они посылают сигнал контроллеру орошения, который либо отключает полив, либо не отключает его до тех пор, пока состояние почвы не определит необходимость в поливе.

Преимущества:

• Во время дождей и при нехватке воды экономьте ее больше.
• Меньше эрозии почвы и поверхностного стока.
• Продлевает срок службы ирригационного оборудования, предотвращая его ненадлежащее использование.

Анализ данных: По данным IFAS Университета Флориды, 3 из 10 единиц воды, используемой для полива приусадебных участков, можно сэкономить за счет использования датчиков дождя, особенно в районах с обильными осадками.

2. Датчики влажности почвы

Функция: Датчики влажности почвы Количественное определение объема воды в почве. Оно дает указания ирригационной системе поливать почву там, где это необходимо.

Типы датчиков влажности почвы:

• TDR (рефлектометрия во временной области): содержание воды определялось путем измерения толщины грунта. Датчики TDR обладают высокой точностью даже в тех случаях, когда почва имеет различную текстуру.
• FDR (рефлектометрия в частотной области): измерение влажности почвы с помощью емкостного датчика. Датчики FDR быстрее и дешевле в измерениях. Однако они менее точны для почв с различной влажностью.

Преимущества:

• Предотвращает чрезмерный и недостаточный полив.
• Обеспечивает оптимальный уровень влажности почвы для благополучия и роста растений.
• Согласно исследованию, проведенному сельскохозяйственной службой штата Оклахома, экономия воды составляет 20-50%.

Практический совет: на больших полях или в садах может потребоваться несколько датчиков влажности почвы, чтобы учитывать различия в типе и уклоне почвы.

3. Датчики ветра

Функция: Датчики ветра измеряют скорость и направление ветра, чтобы предотвратить орошение при сильном ветре, которое может привести к переувлажнению почвы и испарению.

Преимущества:

• Распределение воды по целевым участкам.
• Снижает потери воды за счет испарения.
• Предотвращает неравномерный полив нежных растений ветром.

Пример применения: Датчики ветра особенно полезны в открытой местности, например, на полях для гольфа или фермах, где установлены системы орошения.

4. Датчики расхода

Функция: Датчики расхода используются для измерения скорости потока воды в ирригационной системе. Они выявляют такие ошибки, как утечка воды, прорыв водопроводных труб или неэффективное использование воды.

Преимущества:

• Предоставляет уведомления в режиме реального времени о неисправностях в системе.
• Гарантирует равномерную систему водоснабжения.
• Поддерживает профилактическое техническое обслуживание, позволяя избежать дорогостоящих ремонтных работ.

Анализ данных: Датчики расхода используются для обеспечения эффективности крупных ирригационных сетей, поскольку они выявляют утечки, которые, в свою очередь, приводят к потере тысяч литров воды в день.

5. Датчики замерзания

Функция: Датчики замерзания контролируют температурные условия и предотвращают полив в случае замерзания. Вода, попавшая на замерзшую почву или растения, может повредить их и вызвать образование льда.

Преимущества:

• Защищает растительность зимой.
• Устраняет потери воды, неспособной проникнуть в мерзлую почву.
• Предотвращает уплотнение почвы из-за обледенения.

Применение: Для регионов с холодным климатом, где часто бывают заморозки, или для сельскохозяйственных культур, очень чувствительных к низким температурам, необходимо использовать датчики, предотвращающие замерзание.

Сравнение технологий датчиков влажности почвы

Источник таблицы: Адаптировано из материалов Университета штата Оклахома и IFAS Университета Флориды.

Рабочий процесс интеллектуальной ирригационной системы

Эффективная интеллектуальная система орошения основана на четком рабочем процессе, разработанном для оптимизации производительности.

• Сбор данных : Для получения данных в режиме реального времени о влажности почвы, количестве осадков, ветре и температуре используются датчики, которые регистрируют такие данные.
• Анализ данных: Полученная с датчиков информация обрабатывается контроллером/приложением для орошения, чтобы определить потребности в поливе.
• Принятие решений: Система рассчитает оптимальный режим полива в зависимости от типа почвы, вида растения и прогноза погоды.
• Водоснабжение: Клапаны используются для подачи необходимого количества воды в каждый район.
• Мониторинг и оповещения: Датчики расхода и диагностические устройства информируют пользователей о подозрительных показаниях, отклонениях в потреблении воды или неисправностях оборудования.

Преимущества экономии воды

Применение датчиков орошения в интеллектуальной системе орошения доказало свою экологическую и экономическую эффективность.

• Уход за газонами в жилых районах: интеллектуальные системы могут экономить 30-50% воды за счет исключения ненужных циклов полива (Университет Флориды, IFAS).
• Сельскохозяйственные поля : Точное капельное внесение воды с помощью датчиков влажности почвы позволяет сэкономить 20-40% воды без потери или снижения урожайности (Управление по распространению сельскохозяйственных культур штата Оклахома).
• Экономия средств: снижение потребления воды и энергии.

Интеллектуальные системы также потребляют меньше воды и наносят меньший вред окружающей среде, адаптируя орошение к реальным потребностям растений, а не ко времени, что приводит к образованию нездоровой и непродуктивной почвы и урожая.

Часто задаваемые вопросы

• Сколько датчиков влажности почвы мне нужно на моем участке?

В большинстве жилых районов требуется 1-2 датчика для зон орошения. Для больших участков или территорий с неоднородной почвой могут потребоваться более специализированные датчики.

• Можно ли добавить интеллектуальные датчики к существующему таймеру полива?

Да. К традиционной системе орошения можно подключить множество датчиков с помощью интеллектуального контроллера. Это позволит существующим таймерам изменять график полива в зависимости от информации, получаемой от датчиков.

• В чём разница между датчиками TDR и FDR для измерения параметров почвы?

Датчики TDR обладают высокой точностью и подходят для различных типов грунта. Датчики FDR имеют более высокую скорость, дешевле и могут использоваться для общего благоустройства придомовых или коммерческих территорий.

• Сколько воды могут сэкономить датчики?

В зависимости от типа почвы, погоды и ландшафтного дизайна, интеллектуальная система полива может потреблять на 20-50% меньше воды. В регионах с непредсказуемыми дождями и ветрами экономия достигается в большей степени.

Заключение

Использование воды в садах, на газонах и фермах кардинально меняется благодаря применению суперсистем дождевателей. Все эти датчики орошения, а также датчики дождя, влажности почвы, ветра, расхода воды и замерзания используются для обеспечения надежного управления водными ресурсами.

При выборе датчиков следует учитывать следующие факторы: тип почвы, размер участка, климат и цели орошения. Датчики TDR и FDR для почвы являются предпочтительными, но датчики окружающей среды, включая датчики дождя и ветра, являются усовершенствованием системы для достижения полного контроля.

Интеллектуальные системы орошения помогают экономить деньги за счет сокращения расхода воды и снижения коммунальных платежей, а также способствуют экологичным и устойчивым методам озеленения. Благодаря автоматизированным и эффективным решениям для полива домовладельцы и фермеры могут с легкостью поддерживать здоровый ландшафт. Посетите Rika Sensors сегодня и откройте для себя возможности новейших сенсорных технологий орошения.