土壤是人類賴以生存的自然資源之一,同樣也是植物生長發(fā)育的基礎(chǔ)條件。土壤環(huán)境的狀況與我們?nèi)祟惿鐣纳婧头毖芟⑾⑾嚓P(guān)。在植物的養(yǎng)殖中,除了水培植物以外,其他植物吸收水分的重要來源是土壤中的水分。土壤還能溶解和吸收各種肥料、且有機質(zhì)的分解和轉(zhuǎn)化也與土壤中的含水量有著密切的關(guān)系。土壤濕度傳感器的應(yīng)用也越來越廣泛.
土壤中水分的測量標(biāo)準(zhǔn)是指土壤中的含水量,即土壤含水量占土壤重量的百分比。確定含水量、掌握農(nóng)作物的需要的水量,對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)來說是具有重要的意義的。目前來說,用于測量土壤水分的方法有干燥稱重法、電阻法、中子法、r射線法、駐波比法、光學(xué)法、時域反射法(TDR)和高頻振蕩法(FDR)等等。
干燥法的監(jiān)測結(jié)果是準(zhǔn)確的,但是這種方法存在實時性差的缺點。如果想要快速測量土壤中的含水量,可以考慮應(yīng)用土壤溫濕度傳感器,土壤溫濕度傳感器設(shè)備具有時域反射法(TDR)或高頻振蕩法(FDR)兩種監(jiān)測原理,能夠?qū)崟r的提供較為準(zhǔn)確的土壤含水量。
TDR測量法:
TDR,即時域反射法,是上個世紀(jì)八十年代發(fā)展起來的一種監(jiān)測土壤中水分的監(jiān)測方法。這種方法在國外的應(yīng)用是非常普遍的,國內(nèi)是近幾年剛剛引入的,在引入之后不久的時間,就立刻被各個部門重視起來了。TDR是快速監(jiān)測土壤水分的一種常見方式,其原理是在一條不匹配的傳輸線上的波形會發(fā)生反射,輸線上任何一點的波形都是原始波形和傳輸波形的疊加。TDR原理的設(shè)備相應(yīng)時間大約在10到20秒,比較適合用于移動監(jiān)測和定點監(jiān)測。
TDR有較強的獨立性,其結(jié)果基本不受土壤類型、密度、溫度等環(huán)境因素的影響。這種測量方法還可以監(jiān)測結(jié)冰土壤下的土壤水分,這是其他測量方法暫時無法做到的。且TDR的監(jiān)測方法還能夠同時監(jiān)測土壤中的水分的鹽分的含量,前后兩次監(jiān)測的結(jié)果是相差不大的。
FDR測量方法:
FDR,即高頻振蕩法,這種方法的誕生時間較晚,其起因是因為TDR測量法的設(shè)備造價昂貴,很多公司為了能夠?qū)で蟊萒DR更為簡單的測量方法來監(jiān)測土壤中的節(jié)點常數(shù),從而研究出了FDR,這種測量方法不僅比TDR的價格便宜,且測量的時間更短,在經(jīng)過校準(zhǔn)之后,測量的精度會更高,而且探頭的形狀也不會受到限制,能夠多深度同時監(jiān)測,實現(xiàn)集中采集數(shù)據(jù)更容易。
FDR測量法運用了電磁脈沖的工作原理,主要是根據(jù)電磁波在介質(zhì)中的傳播頻率來對土壤中的表觀介電常數(shù)監(jiān)測,從而得到土壤中的含水量。
土壤濕度傳感器不僅是應(yīng)用在農(nóng)業(yè)中對土壤中的水分進行監(jiān)測的,還能應(yīng)用在很多工程建筑環(huán)境中,比如鐵路、公路等等環(huán)境場合中。當(dāng)需要確保時間充足且監(jiān)測的數(shù)據(jù)結(jié)果準(zhǔn)確的話,可以選擇傳統(tǒng)的烘干法。如果想要實時了解土壤中的水分含量,可以選擇應(yīng)用了FDR、TDR測量原理的土壤濕度傳感器。