Прибор для измерения влажности почвы
Датчик частотной области ( FD ) — это прибор, разработанный для измерения влажности почвы . Прибор имеет колебательный контур, чувствительная часть датчика встроена в почву, а рабочая частота будет зависеть от значения диэлектрической проницаемости почвы .
Типы датчиков
- Емкостной зонд или датчик бахромчатой емкости. Емкостные зонды используют емкость для измерения диэлектрической проницаемости почвы. Объем воды в общем объеме почвы сильнее всего влияет на диэлектрическую проницаемость почвы, поскольку диэлектрическая проницаемость воды (80) намного больше, чем у других компонентов почвы (минеральная почва: 4, органическое вещество: 4, воздух: 1). Таким образом, когда количество воды в почве изменяется, зонд будет измерять изменение емкости (из-за изменения диэлектрической проницаемости), которое может быть напрямую связано с изменением содержания воды. Схемы внутри некоторых коммерческих зондов изменяют измерение емкости в пропорциональный милливольтный выход. Другие конфигурации похожи на нейтронный зонд , где трубка доступа из ПВХ установлена в почве. Зонд состоит из чувствительной головки на фиксированной глубине. Чувствительная головка состоит из колебательного контура, частота которого определяется кольцевым электродом, конденсатором с краевым эффектом и диэлектрической проницаемостью почвы.
- Датчик электрического импеданса , который состоит из почвенных зондов и использует измерение электрического импеданса. Наиболее распространенная конфигурация основана на принципе стоячей волны (Gaskin & Miller, 1996). Устройство состоит из синусоидального генератора 100 МГц , коаксиальной линии передачи с фиксированным импедансом и проводов зонда, которые закапываются в почву. Сигнал генератора распространяется по линии передачи в почвенный зонд, и если импеданс зонда отличается от импеданса линии передачи, часть падающего сигнала отражается обратно по линии к источнику сигнала.
Преимущества и ограничения
По сравнению с рефлектометром временной области (TDR) датчики FD дешевле в изготовлении и имеют более быстрое время отклика. Однако из-за сложного электрического поля вокруг зонда датчик необходимо калибровать для разных типов почвы. Некоторые коммерческие датчики смогли устранить чувствительность к типу почвы, используя высокую частоту.
Ссылки
- Гаскин Г.Дж., Миллер Дж.Д. 1996. Измерение содержания воды в почве с использованием упрощенной техники измерения импеданса. Журнал исследований сельскохозяйственной инженерии 63, 153-160.
- Кэмпбелл CS, Кэмпбелл GS, Кобос DR2004. Реакция недорогого диэлектрического датчика влажности на изменение температуры. Eos Trans. AGU, 85(17), Jt. Assem. Suppl. Abstract NS44A-05.
