Принцип работы датчика температуры и влажности почвы для мониторинга влажности почвы.

Принцип работы датчика температуры и влажности почвы для мониторинга влажности почвы.

Почва — один из природных ресурсов, от которого зависит выживание человека, и она является основой для роста и развития растений. Состояние почвенной среды тесно связано с выживанием и воспроизводством человеческого общества. Помимо гидропонных растений, почвенная влага является основным источником воды для растений. Растворение и поглощение различных удобрений в почве, разложение и трансформация органических веществ также тесно связаны с содержанием почвенной влаги.

Стандартом измерения влажности почвы является содержание влаги в почве, то есть процентное соотношение массы почвы к массе влаги. Измерение содержания воды в почве и понимание потребностей сельскохозяйственных культур в воде имеют большое значение для сельскохозяйственного производства. Современные методы измерения влажности почвы включают метод высушивания и взвешивания, тензиометрический метод, метод сопротивления, нейтронный метод, метод рентгеновского излучения, метод отношения стоячих волн, оптический метод, метод рефлектометрии во временной области (TDR) и метод высокочастотных колебаний (FDR) и другие. Среди них наиболее распространенными и простыми методами являются метод высушивания и метод сопротивления.

Метод сушки:

Метод сушки — очень распространенный и стандартный способ измерения влажности почвы. В частности: берут определенное количество почвы с поля, помещают его в печь при температуре 105 °C и ждут, пока он высохнет. Стандарт сушки заключается в том, что взвешивание до и после сушки проводится дважды. Потеря влаги после сушки — это содержание влаги в почве. Формула расчета: содержание влаги в почве = W/M * 100%, где M — вес почвы до сушки, а W — вес почвы после сушки, то есть разница между M и весом почвы после сушки M'.

Метод сопротивления:

Резистивный метод использует сопротивление гипса, нейлона, стекловолокна и т. д., которое связано с содержанием в них воды. Когда эти промежуточные материалы вместе с электродами помещаются во влажную почву, а затем через некоторое время содержание воды в этих материалах достигает равновесия. Ввиду зависимости сопротивления от влажности, мы предварительно откалибровали определенную соответствующую зависимость между сопротивлением и процентным содержанием влаги, и затем можем использовать эти компоненты для получения показаний влажности в диапазоне всасывания от 1 до 15 атмосфер.

Измерения, проводимые методом сушки, являются точными, но имеют недостаток в виде низкой точности в режиме реального времени. Если нам нужно быстрое измерение, можно использовать датчик температуры и влажности почвы. Два принципа мониторинга, применяемые к датчику температуры и влажности почвы, — это рефлектометрия во временной области (TDR) или метод высокочастотных колебаний (FDR), которые позволяют получать более точные данные о влажности почвы в режиме реального времени.

Метод TDR:

Китайское название TDR — рефлектометрия во временной области. Это метод измерения влажности почвы, разработанный в 1980-х годах. За рубежом этот метод широко распространен. В Китае он появился лишь в последние годы, но сразу после внедрения привлек внимание различных ведомств. Передача сигнала во временной области с помощью TDR — распространенный способ быстрого мониторинга влажности почвы. Принцип работы заключается в передаче сигнала по несогласованной линии передачи, причем сигнал в любой точке линии передачи представляет собой суперпозицию исходного сигнала и переданного сигнала. Время отклика оборудования TDR составляет около 10-20 секунд, что подходит для мобильных измерений и стационарного мониторинга.

Метод TDR обладает высокой независимостью, и его результаты практически не зависят от факторов окружающей среды, таких как тип почвы, плотность и температура. Кроме того, есть еще один важный момент: TDR позволяет измерять влажность почвы в условиях замерзания, чего не могут обеспечить другие методы. Также TDR позволяет одновременно контролировать содержание воды и солей в почве, и результаты двух измерений практически не отличаются. Точность этого метода очевидна.

Метод FDR:

Китайское название метода FDR — метод высокочастотных колебаний, и время его появления немного позже, чем у TDR. Первоначально, из-за высокой стоимости оборудования TDR, зарубежные компании, такие как AquaSPY и Sentek, разработали FDR, чтобы найти более простой метод измерения диэлектрической постоянной грунта, чем TDR. FDR не только дешевле, чем TDR, но и имеет меньшее время измерения. После специальной калибровки грунта точность измерения высока, форма зонда не ограничена, можно одновременно измерять на нескольких глубинах, а сбор данных проще.

Метод FDR основан на принципе работы электромагнитного импульса и измеряет кажущуюся диэлектрическую проницаемость почвы в зависимости от частоты распространения электромагнитных волн в среде, что позволяет получить объемное содержание воды в почве.

Мониторинг влажности почвы в настоящее время применяется не только в сельском хозяйстве, но и во многих инженерных сооружениях, таких как железные дороги, автомагистрали, гидроэлектростанции, каналы, дома и т. д., где информация о состоянии влажности почвы также является незаменимой. Когда необходимы точные данные и достаточное время, можно выбрать традиционный метод просушки. Если же требуется знать влажность почвы в режиме реального времени, можно использовать датчик влажности почвы. (TDR/FDR).

С годами он стал очень популярным, поскольку все больше и больше людей пробуют его в деле.

Компания Hunan Rika Electronic Tech Co., Ltd., обладающая отличной репутацией в отрасли, является ведущим поставщиком сенсорных решений, предлагая высококачественные услуги по разработке и внедрению сенсорных решений для частных лиц и предприятий по всему миру. Более подробная информация о компании Rika Sensors.

Компания Hunan Rika Electronic Tech Co., Ltd. всегда ориентируется на ситуацию на мировом рынке и понимает важность факторов, определяющих производство сенсорных решений.

Если что-то кажется слишком хорошим, чтобы быть правдой, то это может быть так, что системы экологического мониторинга оправдывают свою стоимость.

Компания Hunan Rika Electronic Tech Co., Ltd. гарантирует, что мы никогда не уступали стандартам качества своей продукции.