Senzor vlhkosti půdy - Soil moisture sensor
Senzory vlhkosti půdy změřte objem obsah vody v půda.[1] Od přímého gravimetrické měření volné půdní vlhkosti vyžaduje odebrání, vysušení a zvážení vzorku, senzory půdní vlhkosti měří objemový obsah vody nepřímo pomocí některé další vlastnosti půdy, jako je elektrický odpor, dielektrická konstanta nebo interakce s neutrony, jako zástupce obsahu vlhkosti.
Vztah mezi měřenou vlastností a vlhkostí půdy musí být kalibrován a může se lišit v závislosti na faktorech prostředí, jako je typ půdy, teplota nebo elektrická vodivost. Odráží mikrovlnná trouba záření je ovlivňováno půdní vlhkostí a je využíváno k dálkový průzkum Země v hydrologie a zemědělství. Přenosné sondy mohou používat zemědělci nebo zahradníci.
Senzory vlhkosti půdy obvykle odkazují na senzory, které odhadují objemový obsah vody. Další třída senzorů měří další vlastnost vlhkosti v půdách tzv vodní potenciál; tyto senzory se obvykle označují jako senzory potenciálu půdní vody a zahrnují tenzometry a sádrové bloky.
Technologie
Technologie běžně používané k nepřímému měření objemového obsahu vody (půdní vlhkost) zahrnují:
- Reflektometrie ve frekvenční doméně (FDR): dielektrická konstanta určitého objemového prvku kolem snímače se získá měřením pracovní frekvence oscilačního obvodu.
- Přenos v časové doméně (TDT) a reflektometrie v časové doméně (TDR): dielektrická konstanta určitého objemového prvku kolem snímače se získá měřením rychlosti šíření podél zakopaného přenosového vedení;[2] (viz také: Senzor vlhkosti TDR )
- Neutronové vlhkoměry: moderátor vlastnosti vody pro neutrony se využívají k odhadu obsahu půdní vlhkosti mezi zdrojem a detektorovou sondou.
- Rezistivita půdy: Měření toho, jak silně půda odolává toku elektřiny mezi dvěma elektrodami, lze použít ke stanovení obsahu vlhkosti v půdě.
- Galvanický článek: Množství přítomné vody lze určit na základě napětí, které půda produkuje, protože voda působí jako elektrolyt a vyrábí elektřinu. Technologie za tímto konceptem je galvanický článek.[3]
aplikace
Zemědělství
Měření vlhkosti půdy je důležité pro zemědělský aplikace, které pomáhají zemědělcům spravovat jejich zavlažovací systémy efektivněji. Znát přesné podmínky půdní vlhkosti na svých polích, nejen že jsou zemědělci schopni obecně k pěstování plodiny spotřebovat méně vody, ale jsou také schopni zvýšit výnosy a kvalitu plodiny zlepšeným řízením půdní vlhkosti během kritických fází růstu rostlin.[Citace je zapotřebí ]
Zavlažování krajiny
v městský a předměstský oblasti, krajiny a obytné trávníky používají senzory vlhkosti půdy k propojení s irigačním ovladačem. Připojení senzoru půdní vlhkosti k jednoduchým zavlažovacím hodinám jej převede na „inteligentní“ zavlažovací ovladač, který zabrání zavlažovacím cyklům, když je půda již mokrá, např. po nedávné srážkové události. [4]
Golfová hřiště používají senzory půdní vlhkosti ke zvýšení účinnosti svých zavlažovacích systémů, aby zabránily nadměrnému zavlažování a vyplavování hnojiv a jiných chemikálií do země.[Citace je zapotřebí ]
Výzkum
Senzory vlhkosti půdy se používají v mnoha výzkumných aplikacích, např. v zemědělská věda a zahradnictví včetně plánování zavlažování, výzkum klimatu nebo věda o životním prostředí počítaje v to rozpuštěná látka dopravní studie a jako pomocné senzory pro půdní dýchání Měření.[5]
Jednoduché senzory pro zahradníky
K dispozici jsou relativně levná a jednoduchá zařízení, která nevyžadují zdroj energie pro kontrolu, zda rostliny mají dostatečnou vlhkost, aby se jim dařilo. Po vložení sondy do půdy přibližně na 60 sekund měřič indikuje, zda je půda pro rostliny příliš suchá, vlhká nebo mokrá.[Citace je zapotřebí ]
Viz také
Reference
- ^ Arnold, James E. "Půdní vlhkost". NASA. Citováno 15. června 2015.
Půdní vlhkost je obtížné definovat, což znamená různé věci v různých oborech. Například koncepce zemědělské půdy týkající se vlhkosti půdy se liší od koncepce správce vodních zdrojů nebo předpovědi počasí. Obecně však půdní vlhkost je voda, která je zadržována v prostorech mezi půdními částicemi. Povrchová vlhkost půdy je voda, která se nachází v horních 10 cm půdy, zatímco vlhkost půdy v kořenové zóně je voda, která je k dispozici rostlinám, a která se obecně považuje za horních 200 cm půdy.
[trvalý mrtvý odkaz ] - ^ Blonquist, J. M. (duben 2005). „Čidlo přenosu v časové doméně s výkonovými charakteristikami TDR“ (PDF). Journal of Hydrology. 314: 235–245. doi:10.1016 / j.jhydrol.2005.04.005. Citováno 31. ledna 2016.
- ^ Gaikwad, Pramod. "Senzor typu galvanického článku pro analýzu vlhkosti půdy". Analytická chemie. 87: 7439–7445. doi:10.1021 / acs.analchem.5b01653.
- ^ Kevin Handreck. Dobré zahrady s méně vody, Csiro Publishing, 2008 ISBN 0643094709 strany 79-81
- ^ Decagon Devices "Seznam recenzovaných publikací využívajících senzory půdní vlhkosti Decagon Citováno: 20. července 2015.
externí odkazy
- Wessel-Bothe, Weihermüller (2020): Field Measurement Methods in Soil Science Nový praktický průvodce po měření půdy vysvětluje principy fungování různých typů snímačů vlhkosti (nezávislé na výrobci), jejich přesnost, oblasti použití a způsob instalace těchto snímačů, jakož i jemnosti takto získaných údajů. Zabývá se také dalšími parametry půdy souvisejícími s plodinami.
- Kompendium půdní vody (vysvětleny senzory obsahu půdní vody)
- Monitorování zavlažování pomocí senzorů půdní vody
- Praktický přehled vlhkosti půdy v roce 2010
- When2Water Sensors Výuky o používání senzorů a tenziometrů při plánování zavlažování