Talpiniai dirvožemio jutikliai yra viena iš labiausiai paplitusių šiuolaikinių dirvožemio drėgmės matavimo metodų (dažniausiai priklauso dažnio srities reflektometrijos (FDR) tipui). Pagrindinis principas yra netiesiogiai gauti dirvožemio tūrinį drėgmės kiekį matuojant jo dielektrinę konstantą. Kadangi vandens dielektrinė konstanta (apie 80) yra daug didesnė nei kitų dirvožemio komponentų (apie 1 oro ir apie 3–5 dirvožemio matricos), bendras dirvožemio dielektrinės konstantos pokytis daugiausia priklauso nuo drėgmės kiekio.
Šios yra pagrindinės jo savybės:
I. Pagrindiniai privalumai ir privalumai
1. Maža kaina ir lengva populiarinti
Palyginti su didelio tikslumo laiko srities reflektometrijos (TDR) jutikliais, talpiniai jutikliai turi mažesnius elektroninius komponentus ir gamybos sąnaudas, todėl juos galima plačiai taikyti situacijose, kurioms reikalingas didelio masto diegimas, pavyzdžiui, išmaniajame žemės ūkyje ir sodo drėkinime.
2. Ypač mažas energijos suvartojimas
Pačios talpinės matavimo grandinės sunaudoja labai mažai energijos ir puikiai tinka ilgalaikiam lauko stebėjimui ir daiktų interneto taikymams, maitinamiems baterijomis ir saulės baterijomis. Jos gali veikti nepertraukiamai mėnesius ar net metus.
3. Jį galima nuolat stebėti ilgą laiką
Palyginti su džiovinimo metodu, kuriam reikalingas rankinis valdymas, talpiniai jutikliai gali būti palaidoti dirvožemyje, kad būtų galima atlikti nepertraukiamą, automatinį duomenų rinkimą ir užfiksuoti dinaminius dirvožemio drėgmės pokyčius, tokius kaip drėkinimo, kritulių ir garavimo įtaka.
4. Kompaktiškas dydis ir lengva montuoti
Jutikliai paprastai suprojektuoti kaip zondai. Tiesiog išgręžkite skylę matavimo vietoje ir įkiškite zondą vertikaliai į dirvožemį, mažai pažeisdami dirvožemio struktūrą.
5. Geras stabilumas ir nėra radioaktyvumo
Skirtingai nuo neutronų matuoklių, talpiniai jutikliai neturi jokių radioaktyviųjų šaltinių, yra saugūs naudoti ir jiems nereikia specialaus leidimo ar apsaugos.
6. Integruojamas ir išmanus
Jį labai lengva integruoti su duomenų rinktuvais ir belaidžio perdavimo moduliais (pvz., 4G/LoRa/NB-IoT), kad būtų sukurtas visas dirvožemio drėgmės stebėjimo tinklas. Vartotojai gali nuotoliniu būdu peržiūrėti duomenis realiuoju laiku per mobiliuosius telefonus arba kompiuterines platformas.
II. Apribojimai ir iššūkiai
Matavimo tikslumui įtakos turi daug veiksnių
Dirvožemio tekstūros įtaka: Molio, priemolio ir smėlio dirvožemio kalibravimo kreivės skiriasi. Jutikliai paprastai kalibruojami su standartiniu smėliu ir dirvožemiu, kai iškeliauja iš gamyklos. Tiesioginis naudojimas skirtingos tekstūros dirvožemiuose sukels paklaidų.
Dirvožemio elektrinio laidumo (druskingumo) įtaka: tai vienas iš pagrindinių talpinių jutiklių paklaidų šaltinių. Dirvožemyje esantys druskos jonai gali trikdyti elektromagnetinius laukus, todėl išmatuotos vertės gali būti didesnės. Druskingame dirvožemyje matavimo tikslumas gerokai sumažės.
Dirvožemio sutankinimo ir poringumo įtaka: matavimo rezultatų tikslumui įtakos turi tai, ar zondas glaudžiai liečiasi su dirvožemiu, ar dirvožemyje yra didelių porų ar akmenų.
Temperatūros įtaka: dielektrinė konstanta kinta priklausomai nuo temperatūros. Aukštos kokybės jutikliai turi įmontuotus temperatūros jutiklius kompensavimui, tačiau kompensavimo efektas yra ribotas.
2. Reikalingas kalibravimas vietoje
Norint gauti didelio tikslumo matavimo rezultatus, ypač specifiniuose dirvožemio tipuose, paprastai reikalingas kalibravimas vietoje. Tai yra, surenkami dirvožemio mėginiai, tikrasis drėgmės kiekis matuojamas standartiniu džiovinimo metodu, o tada palyginamas su jutiklio rodmenimis, kad būtų nustatyta lokalizuota kalibravimo lygtis. Tai labai svarbus žingsnis siekiant užtikrinti duomenų tikslumą, tačiau jis taip pat padidina naudojimo sąnaudas ir technines ribas.
3. Matavimo diapazonas yra santykinai vietinis
Jutiklio matavimo diapazonas apsiriboja baigtiniu dirvožemio tūriu aplink zondą (t. y. jutiklio „jautriąja zona“). Ši sritis paprastai yra labai maža (keli kubiniai centimetrai), todėl matavimo rezultatas atspindi „taško“ informaciją. Norint suprasti viso lauko dirvožemio drėgmės sąlygas, reikia nustatyti kelis taškus.
4. Ilgalaikis stabilumas ir dreifas
Jei zondas ilgą laiką bus užkastas dirvožemyje, jo metalas gali pasenti dėl elektrolitinės korozijos arba cheminio poveikio, todėl matavimo vertės gali svyruoti. Būtina reguliariai tikrinti ir pakartotinai kalibruoti.
III. Taikomi scenarijai ir atrankos pasiūlymai
Labai tinkami scenarijai
Išmanioji žemdirbystė ir tikslusis drėkinimas: dirvožemio drėgmės dinamikos stebėjimas, laistymo laiko ir vandens kiekio nustatymas, vandens taupymas ir gamybos didinimas.
Kraštovaizdžio apželdinimas ir golfo aikštynų priežiūra: pagrindiniai automatinių drėkinimo sistemų jutikliai.
Moksliniai tyrimai: tyrimai tokiose srityse kaip ekologija, hidrologija ir meteorologija, kuriems reikalingas ilgalaikis ir nuolatinis dirvožemio drėgmės stebėjimas.
Ankstyvas geologinės nelaimės įspėjimas: stebėkite dirvožemio drėgmę šlaituose ir kelio sankasose, kad įspėtumėte apie nuošliaužų riziką.
Situacijos, kurioms esant reikia būti atsargiems:
Vietovėse, kuriose dirvožemis labai druskingas ir šarmingas: duomenų patikimumas yra mažas, nebent naudojami specialiai sukurti ir kalibruoti modeliai.
Metrologinio sertifikavimo scenarijuose, kuriems keliami itin aukšti absoliutaus tikslumo reikalavimai: šiuo metu gali tekti apsvarstyti brangesnius TDR jutiklius arba tiesiogiai naudoti džiovinimo metodą.
Paprastai tariant, talpiniai dirvožemio jutikliai yra „ekonomiškai efektyvus“ pasirinkimas. Nors laboratorijos lygmeniu jie gali nesuteikti absoliučiai tikslių verčių, jie gali labai gerai atspindėti santykinę dirvožemio drėgmės kitimo tendenciją ir modelį nuo sausos iki drėgnos būsenos. Tai jau yra labai vertinga priimant didžiąją dalį gamybos ir valdymo sprendimų. Tinkamas jų savybių supratimas ir geras kalibravimas yra raktas į gerą jų naudojimą.
Norėdami gauti daugiau informacijos apie dirvožemio jutiklius, susisiekite su „Honde Technology Co., LTD.“.
„WhatsApp“: +86-15210548582
Email: info@hondetech.com
Įmonės svetainė:www.hondetechco.com
Įrašo laikas: 2025 m. gruodžio 1 d.