土壤传感器传感器土壤传感器

发布时间：2024-11-24 00:11:15

土壤传感器

概述

土壤传感器，是监测土壤墒情的总称，可分为：土壤水分传感器、土壤水分仪、土壤湿度计、土壤墒情仪、土壤墒情传感器、土壤温度传感器、土壤盐分传感器。土壤含水量有重量含水量和体积含水量（容积含水量）两种表示方法。重量含水量通过取土烘干法测量得到，通过土壤水分传感器测量得到的含水量均为体积含水量。即，土壤水分传感器就是测量单位土壤总容积中水分所占比例的仪器。一些土壤水分传感器能同时测量土壤的水分含量、土壤温度及土壤中总盐分含量三个参数。

工作原理

土壤湿度传感器采用FDR频域反射原理。FDR(Frequency Domain Reflectometry)频域反射仪是一种用于测量土壤水分的仪器，它利用电磁脉冲原理、根据电磁波在介质中传播频率来测量土壤的表观介电常数，从而得到土壤相对含水量，FDR具有简便安全、快速准确、定点连续、自动化、宽量程、少标定等优点。是一种值得推荐的土壤水分测定仪器。

应用

探测土壤状况的传感器成为现代农民在农作物生产中的一个重要工具，这一领域中出现了更多令人欣喜的进展。

土壤传感器的好处是显而易见的，因电阻或导电率的不同，能够清晰地反映土壤水分和土壤颗粒组成的信息，而且还对密度、酸碱度、营养物质的积累和温度等得出直观的结论。通过农场中的网络建设，土壤传感器采集的实时参数传输到电脑主机，与机械上安装的系统配合，实现化肥和农药的自动控制喷洒。专家普遍认为，土壤传感器系统在可预见的未来将成为现代农业的一大助力。“从技术上讲，这或许也可以通过遥测等方法得到解决，但如卫星、无人直升机等所需成本更高，且很难做到随时监测。更重要的是土壤传感器埋在地下，处于静止状态，较为稳定，可以满足较高的数据传输要求。这些优势都是遥测所不具备的。”德国莱布尼兹大学农业工程研究所博士罗宾·吉布斯表示。

分类

土壤传感器可分为：土壤水分传感器、土壤水分仪、土壤湿度计、土壤墒情仪、土壤墒情传感器、土壤温度传感器、土壤盐分传感器。

选型指南

农业温室大棚土壤传感器的选择：

大多数作物的生长适宜温度在12℃～33℃之间，而温室内温度测量范围一般在0℃～80℃，湿度测量范围为0%～100%RH,供电电压采用工业标准24VDC,标准工业输出信号为(4～20)mA，精度为温度±0.5℃，湿度±3%RH，输出信号线性很好，可远距离传输。

1、土壤温湿度传感器

植物主要依靠根系从土壤中吸收的水分来供给植物生长发育、新陈代谢等生理活动和蒸腾作用。植物光合作用和蒸腾作用需要的水分90%以上来自土壤中的水分吸收，而且根系吸收水分的多少与土壤温度有紧密的联系，所以在种植过程中，土壤温度和土壤湿度（水分）是作物生长的一个重要因素。土壤温湿度传感器的选择量程一般在温度-20℃——+85℃、湿度0——100%RH，工作条件温度-15℃——60℃、湿度10%RH——80%RH。对于需求无线传输的可以选择远距离传输土壤温湿度传感器。

2、土壤盐分检测仪

土壤盐分是作物能够健康生长的一个重要指标。土壤盐分过高会导致植物出现生理干旱，由于土壤中的离子的毒害作用，植物的正常新陈代谢会被破坏，从而导致植物的生长被破坏或者**。对于土壤盐分传感器的选择需要注意量程盐分0.01mol/L——0.3mol/L、电导0mS——20mS；工作条件选择温度-10℃——60℃、湿度10%RH——90%RH。

维护保养

土壤温度传感器如何保养和维护？

土壤温度传感器通常埋于土壤表层，也可分层测量。可以采用土钻在地面选好的测试点进行挖掘一个理想深度的洞，将传感器埋进去。可以长期野外观测。那么土壤温度传感器属精密的电子产品，正确的的维护和保养有助于保护仪器性能、延长仪器的使用寿命，请注意以下几点：

1、请勿在结霜、结冰或高温环境下使用，避免剧烈冷、热冲击致使仪器损坏，定期检查仪器电源电压，确保仪器正常运行。

2、请勿私自拆卸外壳，以免位置发生变动影响测量，仪器使用时应用螺丝牢固固定，否则有可能损坏仪器。

3、使用前请认真阅读说明书、确保接线正确：害任何错误接线均有可能对变送器造成不可逆伤。

4、不要用挥发性液体擦拭仪器，否则可能导致仪器变色变形；软布擦拭，避免仪器外部保护膜划伤，延长仪器使用寿命。

注意事项

土壤水分传感器操作注意事项：

1、在进行测量之前应选择密度均匀的土壤作为被测对象；

2、不要将传感器探针插入硬土块中，防止探针损坏；

3、不可直接拽拉电缆将传感器移出土壤，用手握住环氧树脂外包装被测土壤；

4、土壤水分传感器使用完毕后，用毛刷扫除探针上的土尘，并用柔软的布擦干探针，保护湿度探头干净，增加使用寿命。

故障排除

土壤传感器的几个常见小故障：

1、当土壤含水率记录仪变送器输出误差大的时候，应该是这种土壤温度传感器的电阻丝安装不对而导致的量程表现错误，有时也可能是传感器出厂时没有把数值标定好而造成误差。

2、当土壤温度传感器的信号输出不稳定时，这是温度源本身故障导致的原因。由于温度源本身就是一个不稳定的温度，假如仪表显示不稳定，那就是仪表的搞干扰能不好所致了。

3、被土壤温度传感器测试过的介质温度升高或者降低时变送器没有反应，这种情况出现的原因应该是温湿度传感密封所导致的结果，也可能是因为温湿度传感在焊接时粗心大意把传感器给弄透气了，如果是这种情况导致的毛病，那么这时就需要把土壤温度传感器的外壳给换掉才行。

清华大学取得过滤器型土壤墒情传感器制作及标定方法专利，该专利技术能实现结构简单紧凑、原理新颖、测量稳定、成本低、使用方便的效果

金融界2024年2月21日消息，据国家知识产权局公告，清华大学取得一项名为“一种过滤器型土壤墒情传感器的制作及标定方法“，授权公告号CN110579512B，申请日期为2019年10月。

专利摘要显示，本发明公开了属于土壤墒情测试工具及测试技术领域的一种过滤器型土壤墒情传感器的制作及标定方法。过滤器型土壤墒情传感器的结构是在圆筒形过滤器内填满硅藻土，在硅藻土中心插入圆杆电极，在圆杆电极顶端和圆筒形过滤器上端分别焊接引线，接入测量电路组成。然后采用过滤器型传感器和进口主流TDR传感器同时测量，标定过滤器型传感器的电压值对应的土样含水率。本发明制作的过滤器型土壤墒情传感器，结构简单紧凑、原理新颖、测量稳定、成本低、使用方便，适用于农业、林业和绿色环境植物种植。

本文源自金融界

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