土壤水是植物吸收水分的主要來源(水培植物除外),土壤水分含量的狀態和變化,是植物的生長狀況好壞的主要決定因素,由此影響到人類的食品**和生態環境。
因而,地球上的土壤和水是人類乃至所有生命生存的基礎,通過土壤水分傳感器測量土壤中的含水量,目前廣為人知的主要有以下用途;
試驗方法
目前,**外有很多種土壤水分測定方法,進而有不同的土壤水分傳感器。
比如:時域反射法(TDR),石膏法,紅外遙感法,頻域反射法/頻域法(FDR/FD法),滴定法,電容法,電阻法,微波法,中子法,Karl Fischer法,γ射線法和核磁共振法等。
TDR(TimeDomainReflectometry)法水分傳感器
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,**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,這是其他方法無法比擬的。
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。
FDR和FD法水分傳感器
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和FD法不僅比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,數據采集實現較容易。
應用問題
相對于落后的生產應用現實,科學研究中的土壤水分研究可謂歷史悠久,而且主要的檢測技術往往是由科學家們從研究角度發明的。
他們一直以提高精度為主要目標,執著地關注土壤微觀特性對含水量的影響。然而現實生活中對土壤含水量的要求卻是大相徑庭:
安裝方便,操作簡單,便于現場部署
在安裝和校準儀器設備方面,科學研究所需要的精度和操作規程在實際生產操作過程中是無法保證的,導致相關設備應用到生產上無法保證得到可用可靠的數據。
提供簡單方便免現場校準設備是這類現場安裝設備必須具備的特點。