土壤水分傳感器在農業土地灌溉中的應用

農業灌溉主要是指農耕農業區的灌溉作業。農業灌溉可分為傳統地面灌溉、普通噴灌和微灌。傳統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業灌溉。此外，普通噴灌技術是我國農業生產中較為普遍的灌溉方式。然而，普通噴灌技術的用水效率并不高。現代農業微灌技術包括微噴灌、滴灌、滲灌等，這些灌溉技術與傳統的灌溉方式相比，一般具有較好的節水效果和較高的水分利用率。

無論是傳統灌溉、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到農作物所需的濕度。這時，我們就需要土壤濕度傳感器來幫助我們監測土壤的濕度，以保證灌溉后土壤達到植物生長濕度。

土壤濕度傳感器就是監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，應用于土壤墑情監測及農業灌溉和林業防護。將傳感器的探針埋到需要濕度監測的深度，用來監測土壤的濕度。通過測量土壤的介電常數，測量出土壤水分的體積百分比，并實時上傳至監控平臺， “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灌溉。監控平臺還具有報警功能，可設置濕度上下限值，當濕度過高或者過低時，可以通過平臺界面告警、短信告警、聲光告警等方式及時報警通知到大家。平臺除可實時監測系統運行狀況外，還可對歷史數據進行記錄和分析，也可下載、打印數據，方便科學研究使用。

目前常用到的土壤濕度傳感器有FDR型和TDR型，即頻域型和時域型。

TDR法是上世紀80年代發展起來的一種土壤水分測定方法，中文為時域反射儀。這種方法在國外應用相當普遍，國內才剛開始引進，各部門都相當重視。TDR是一個類似于雷達系統的系統，有較強的獨立性，其結果與土壤類型、密度、溫度基本無關。而且還有很重要的一點就是，TDR能在結冰下測定土壤水分，這是其他方法*的。另外，TDR能同時監測土壤水鹽含量，且前后兩次測量的結果幾乎沒有差別。這種測定方法的度可見一斑。

因為TDR法設備昂貴，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——FDR型（頻域型），它利用電磁脈沖原理、根據電磁波在介質中的傳播頻率來測量土壤的表觀介電常數(ε)，從而得到土壤容積含水量(θv)，FDR不僅比TDR便宜，而且測量時間更短，在經過特定的土壤校準之后，測量精度高，而且探頭的形狀不受限制，可以多深度同時測量，數據采集實現更加容易。FDR具有簡便安全、快速準確、定點連續、自動化、寬量程、少標定等優點，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，測量出土壤水分的體積百分比，符合目前標準的土壤水分測量方法，能直接穩定地反映各種土壤的真實水分含量。適用于土壤墑情監測、科學試驗、節水灌溉、溫室大棚、草地牧場、土壤速測、植物培 養、溫室控制、精細農業等，同時在水利、氣象及各種顆粒物含水量的測量。

技術參數（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~

水分精度：0-53%范圍內為±3%; 53-范圍內為±5%

存儲環境：-40℃~80℃

響應時間：<1s

輸出信號：4~20mA，線性輸出

土壤水分測量區域：以中央探針為中心，半徑為7cm的圓柱體內

探針長度：70mm

探針直徑：3mm

探針材料：304不銹鋼

密封材料：環氧樹脂（黑色阻燃）

電纜長度：標配兩米

防護等級：IP68