Сыйымдылық топырақ сенсорлары қазіргі заманғы топырақ ылғалдылығын өлшеудегі ең көп таралған әдістердің бірі болып табылады (әдетте жиілік доменінің рефлектометриясының (FDR) бір түріне жатады). Негізгі қағида - топырақтың көлемдік ылғалдылығын оның диэлектрлік тұрақтысын өлшеу арқылы жанама түрде алу. Судың диэлектрлік тұрақтысы (шамамен 80) топырақтағы басқа компоненттерге қарағанда әлдеқайда жоғары болғандықтан (ауа үшін шамамен 1 және топырақ матрицасы үшін шамамен 3-5), топырақтың диэлектрлік тұрақтысының жалпы өзгерісі негізінен ылғалдылыққа байланысты.
Оның негізгі ерекшеліктері келесідей:
I. Негізгі күшті және артықшылықтары
1. Арзан және танымал ету оңай
Жоғары дәлдіктегі уақыттық домендік рефлектометрия (TDR) сенсорларымен салыстырғанда, сыйымдылық сенсорларының электрондық компоненттері мен өндіріс шығындары төмен, бұл оларды ақылды ауыл шаруашылығы және бақша суару сияқты кең көлемді орналастыруды қажет ететін жағдайларда кеңінен қолдануға мүмкіндік береді.
2. Өте төмен қуат тұтынуы
Сыйымдылықты өлшеу тізбектерінің өзі өте төмен қуат тұтынуға ие және батареялар мен күн батареяларымен жұмыс істейтін ұзақ мерзімді далалық мониторинг және Заттар интернеті қолданбалары үшін өте қолайлы. Олар бірнеше ай немесе тіпті жылдар бойы үздіксіз жұмыс істей алады.
3. Оны ұзақ уақыт бойы үздіксіз бақылауға болады
Қолмен басқаруды қажет ететін кептіру әдісімен салыстырғанда, сыйымдылық сенсорларын топыраққа көміп, деректерді бақылаусыз, үздіксіз және автоматты түрде жинауға болады және суарудың, жауын-шашынның және буланудың әсері сияқты топырақ ылғалдылығының динамикалық өзгеру процесін тіркей алады.
4. Өлшемі бойынша ықшам және орнату оңай
Датчиктер әдетте зондтар ретінде жасалады. Өлшеу орнында тесік бұрғылап, зондты топыраққа тігінен енгізіңіз, бұл топырақ құрылымына аз зиян келтіреді.
5. Жақсы тұрақтылық және радиоактивтілік жоқ
Нейтрондық өлшегіштерден айырмашылығы, сыйымдылық сенсорлары ешқандай радиоактивті көздерді қамтымайды, пайдалану қауіпсіз және арнайы рұқсатты немесе қорғауды қажет етпейді.
6. Интеграцияланатын және ақылды
Топырақтың ылғалдылығын бақылаудың толық желісін құру үшін деректер жинаушылармен және сымсыз тарату модульдерімен (мысалы, 4G/LoRa/NB-IoT) біріктіру өте оңай. Пайдаланушылар деректерді ұялы телефон немесе компьютерлік платформалар арқылы нақты уақыт режимінде қашықтан көре алады.
II. Шектеулер мен қиындықтар
Өлшеу дәлдігіне көптеген факторлар әсер етеді
Топырақ құрылымының әсері: Сазды, сазды және құмды топырақтың калибрлеу қисықтары әртүрлі. Датчиктер әдетте зауыттан шыққан кезде стандартты құммен және топырақпен калибрленеді. Әртүрлі құрылымды топырақтарда тікелей пайдалану қателіктерге әкеледі.
Топырақтың электр өткізгіштігінің (тұздылығының) әсері: Бұл сыйымдылық сенсорлары үшін қателіктің негізгі көздерінің бірі. Топырақтағы тұз иондары электромагниттік өрістерге кедергі келтіруі мүмкін, бұл өлшенген мәндердің жоғары болуына әкеледі. Тұзданған топырақта өлшеу дәлдігі айтарлықтай төмендейді.
Топырақтың тығыздалуы мен кеуектілігіне әсері: Зондтың топырақпен тығыз байланыста болуы және топырақта үлкен кеуектер немесе тастардың болуы өлшеу нәтижелерінің дәлдігіне әсер етеді.
Температураның әсері: Диэлектрлік тұрақты температурамен өзгереді. Жоғары сапалы сенсорларда өтемақы үшін кіріктірілген температура сенсорлары бар, бірақ өтемақы әсері шектеулі.
2. Орында калибрлеу қажет
Жоғары дәлдіктегі өлшеу нәтижелерін алу үшін, әсіресе белгілі бір топырақ түрлерінде, әдетте жергілікті жерде калибрлеу қажет. Яғни, топырақ үлгілері жиналады, нақты ылғалдылық стандартты кептіру әдісімен өлшенеді, содан кейін жергілікті калибрлеу теңдеуін орнату үшін сенсор көрсеткіштерімен салыстырылады. Бұл деректердің дәлдігін қамтамасыз ету үшін маңызды қадам, бірақ сонымен бірге пайдалану құны мен техникалық шекті арттырады.
3. Өлшеу диапазоны салыстырмалы түрде жергілікті
Сенсордың өлшеу диапазоны зондтың айналасындағы топырақтың шектеулі көлемімен (яғни, сенсордың «сезімтал аймағымен») шектелген. Бұл аймақ әдетте өте кішкентай (бірнеше текше сантиметр), сондықтан өлшеу нәтижесі «нүкте» туралы ақпаратты білдіреді. Бүкіл егістіктің топырақ ылғалдылығы жағдайын түсіну үшін бірнеше нүктені орнату қажет.
4. Ұзақ мерзімді тұрақтылық және дрейф
Егер топырақта ұзақ уақыт көмілсе, зондтың металы электролиттік коррозияға немесе химиялық әсерге байланысты ескіруі мүмкін, бұл өлшеу мәндерінің ауытқуына әкелуі мүмкін. Үнемі тексеру және қайта калибрлеу қажет.
III. Қолданылатын сценарийлер және таңдау бойынша ұсыныстар
Өте қолайлы сценарийлер
Ақылды ауыл шаруашылығы және дәл суару: Топырақ ылғалдылығының динамикасын бақылау, қашан суару керектігін және қанша суару керектігін анықтау, суды үнемдеуге және өнімділікті арттыруға қол жеткізу.
Ландшафтты көгалдандыру және гольф алаңдарын күтіп ұстау: автоматтандырылған суару жүйелерінің негізгі сенсорлары.
Ғылыми зерттеулер: Топырақ ылғалдылығын ұзақ мерзімді және үздіксіз бақылауды қажет ететін экология, гидрология және метеорология сияқты салалардағы зерттеулер.
Геологиялық апаттарды ерте ескерту: Көшкін қаупі туралы ескерту үшін беткейлер мен жол төсектеріндегі топырақтың ылғалдылығын бақылаңыз.
Мұқият пайдалануды қажет ететін жағдайлар:
Тұздылығы жоғары және сілтілігі жоғары топырақты аймақтарда: Арнайы жасалған және калибрленген модельдер пайдаланылмаса, деректердің сенімділігі төмен.
Абсолютті дәлдікке қойылатын өте жоғары талаптары бар метрологиялық сертификаттау сценарийлерінде: Қазіргі уақытта қымбатырақ TDR сенсорларын қарастыру немесе кептіру әдісін тікелей пайдалану қажет болуы мүмкін.
Қарапайым тілмен айтқанда, сыйымдылықты топырақ сенсорлары «үнемді» нұсқа болып табылады. Зертханалық деңгейде абсолютті дәл мәндерді бермесе де, топырақ ылғалдылығының құрғақтан дымқылға салыстырмалы өзгеру үрдісі мен үлгісін өте жақсы көрсете алады. Өндіріс және басқару шешімдерінің басым көпшілігі үшін бұл қазірдің өзінде үлкен құндылыққа ие. Оның сипаттамаларын дұрыс түсіну және калибрлеуде жақсы жұмыс істеу оны жақсы пайдаланудың кілті болып табылады.
Топырақ сенсоры туралы қосымша ақпарат алу үшін Honde Technology Co., LTD компаниясына хабарласыңыз.
WhatsApp: +86-15210548582
Email: info@hondetech.com
Компания веб-сайты:www.hondetechco.com
Жарияланған уақыты: 01.12.2025