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土壤水分傳感器在農(nóng)業(yè)土地灌溉中的應(yīng)用

閱讀:467        發(fā)布時(shí)間:2020-9-9

農(nóng)業(yè)灌溉主要是指農(nóng)耕農(nóng)業(yè)區(qū)的灌溉作業(yè)。農(nóng)業(yè)灌溉可分為傳統(tǒng)地面灌溉、普通噴灌和微灌。傳統(tǒng)的地表水灌溉包括邊灌、溝灌、淹灌和泛灌,但這種灌溉由于耗水量大、用水量低,往往是一種不合理的農(nóng)業(yè)灌溉。此外,普通噴灌技術(shù)是我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中較為普遍的灌溉方式。然而,普通噴灌技術(shù)的用水效率并不高。現(xiàn)代農(nóng)業(yè)微灌技術(shù)包括微噴灌、滴灌、滲灌等,這些灌溉技術(shù)與傳統(tǒng)的灌溉方式相比,一般具有較好的節(jié)水效果和較高的水分利用率。

無論是傳統(tǒng)灌溉、普通灌溉還是微灌,我們都無法憑肉眼判斷土地的濕度是否達(dá)到農(nóng)作物所需的濕度。這時(shí),我們就需要土壤濕度傳感器來幫助我們監(jiān)測土壤的濕度,以保證灌溉后土壤達(dá)到植物生長濕度。

土壤濕度傳感器就是監(jiān)測土壤濕度的傳感器,又可以稱之為:土壤水分傳感器、土壤墑情傳感器、土壤含水量傳感器。主要用來測量土壤容積含水量,應(yīng)用于土壤墑情監(jiān)測及農(nóng)業(yè)灌溉和林業(yè)防護(hù)。將傳感器的探針埋到需要濕度監(jiān)測的深度,用來監(jiān)測土壤的濕度。通過測量土壤的介電常數(shù),測量土壤水分的體積百分比,并實(shí)時(shí)上傳至監(jiān)控平臺(tái), “濕度過高”則停止灌溉;“濕度過低”則可以通過光電隔離、繼電器控制接在水源的電磁閥繼續(xù)灌溉。監(jiān)控平臺(tái)還具有報(bào)警功能,可設(shè)置濕度上下限值,當(dāng)濕度過高或者過低時(shí),可以通過平臺(tái)界面告警、短信告警、聲光告警等方式及時(shí)報(bào)警通知到大家。平臺(tái)除可實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)運(yùn)行狀況外,還可對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄和分析,也可下載、打印數(shù)據(jù),方便科學(xué)研究使用。

目前常用到的土壤濕度傳感器有FDR型和TDR型,即頻域型和時(shí)域型。

TDR法是上世紀(jì)80年代發(fā)展起來的一種土壤水分測定方法,中文為時(shí)域反射儀。這種方法在國外應(yīng)用相當(dāng)普遍,國內(nèi)才剛開始引進(jìn),各部門都相當(dāng)重視。TDR是一個(gè)類似于雷達(dá)系統(tǒng)的系統(tǒng),有較強(qiáng)的獨(dú)立性,其結(jié)果與土壤類型、密度、溫度基本無關(guān)。而且還有很重要的一點(diǎn)就是,TDR能在結(jié)冰下測定土壤水分,這是其他方法*的。另外,TDR能同時(shí)監(jiān)測土壤水鹽含量,且前后兩次測量的結(jié)果幾乎沒有差別。這種測定方法的度可見一斑。

因?yàn)門DR法設(shè)備昂貴,在80年代后期,許多公司(如AquaSPY,Sentek.Delta-T,Decagon)開始用比TDR更為簡單的方法來測量土壤的介電常數(shù)——FDR型(頻域型),它利用電磁脈沖原理、根據(jù)電磁波在介質(zhì)中的傳播頻率來測量土壤的表觀介電常數(shù)(ε),從而得到土壤容積含水量(θv),FDR不僅比TDR便宜,而且測量時(shí)間更短,在經(jīng)過特定的土壤校準(zhǔn)之后,測量精度高,而且探頭的形狀不受限制,可以多深度同時(shí)測量,數(shù)據(jù)采集實(shí)現(xiàn)更加容易。FDR具有簡便安全、快速準(zhǔn)確、定點(diǎn)連續(xù)、自動(dòng)化、寬量程、少標(biāo)定等優(yōu)點(diǎn),是一種值得推薦的土壤水分測定儀器。

建大仁科土壤水分傳感器采用FDR法測定土壤水分,通過測量土壤的介電常數(shù),測量土壤水分的體積百分比,符合目前標(biāo)準(zhǔn)的土壤水分測量方法,能直接穩(wěn)定地反映各種土壤的真實(shí)水分含量。適用于土壤墑情監(jiān)測、科學(xué)試驗(yàn)、節(jié)水灌溉、溫室大棚、草地牧場、土壤速測、植物培 養(yǎng)、溫室控制、精細(xì)農(nóng)業(yè)等,同時(shí)在水利、氣象及各種顆粒物含水量的測量。

技術(shù)參數(shù)(模擬量輸出型)

供電電源:12~30V DC

大功耗:60mA*24V DC直流

水分測量范圍:0~100%

水分精度:0-53%范圍內(nèi)為±3%; 53-100%范圍內(nèi)為±5%

存儲(chǔ)環(huán)境:-40℃~80℃

響應(yīng)時(shí)間:<1s

輸出信號(hào):4~20mA,線性輸出

土壤水分測量區(qū)域:以中央探針為中心,半徑為7cm的圓柱體內(nèi)

探針長度:70mm

探針直徑:3mm

探針材料:304不銹鋼

密封材料:環(huán)氧樹脂(黑色阻燃)

電纜長度:標(biāo)配兩米

防護(hù)等級(jí):IP68

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