关于土壤湿度传感器的使用

传感器和变送器在各个方面都有广泛的应用，二氧化碳传感器在煤矿，农业上的应用，二氧化碳变送器在工业上的应用等等。现在全球水资源紧张，对此，各个领域的专家学者纷纷涉足于土壤湿度传感器的使用以达到节水的效果。
关于土壤湿度传感器的常用类型，目前市场上主要测量土壤湿度方法有中子衰减法、张力计测湿法 、介电法速测法。 中子衰减法测量土壤含水量高速运动的快中子与物质作用能改变方向和产生能量损失，变成慢中子，形成衰减，由于被测物中含水量不同产生的衰减亦不同，主要原因是水中含有氢原子，而中子对氢原子作用的损失远大于对其他原子作用的损失，这样可以通过测定慢中子来测定土壤含水量，也就是通过衰减程度的大小来确定被测物质中含水量的多少，中子土壤水分测试仪就是根据这一原理设计而成。这个方法的优点在于陕速准确，但重要的是这种方法如果屏蔽不好，易造成射线泄漏，以致污染环境，危害人体健康，特别难以测量浅层土壤含水量，而浅层土壤含水量与作物生长关系密切，明显随灌溉、降雨、蒸发等的变化而变化，是土壤水分中最为活跃的部分，需要实时监测，这就极大地限制了中子法的进一步推广应用，这种方法在发达围家已被禁止使用。
第一，张力计式土壤湿度传感器是一种广泛成功地用于某些土壤水分测量的传感器。这种仪表有个多孔瓷头，它通过充水的管子与真空表连接，该装置插入土壤的钻孔中，多孔瓷头与土壤紧密帖合，真空表设在地面之上。用张力计来测量土壤含水量有很大的发展，它的优点是：结构及原理都比较简单，可以在线实时测量，而且可以确定水在土壤内的流动方向和渗透深度，但它的缺点也很突出。它的测量范围很大程度上受土质的影响。对于粘土来说，由于其通气性好，所以，即便是土壤水分负压低于0-8 Pa时，也可以用张力计来测量土壤的含水量。该方法所测量的是土壤水的吸力，需要依据土壤水分特征曲线来换算成土壤含水量，由于土壤水分能量关系非常复杂，呈非线性，且容易受到许多土壤理化特性的影响，即使对同一块田，这一关系也十分复杂，使得用张力推求土壤含水量时极为困难，不方便，带来较大误差。该方法存在滞后和回环，影响其测量速度。由于以上缺陷的存在极大地限制了该方法的推广应用。
第二， 利用土壤的介电特性来测量土壤含水量也是一种行之有效的、快速的、简便的、可靠方法。对一定几何结构的电容式湿度传感器 ，其电容量与两极问被测物料的介电常数有正比关系。由于水的介电常数比一般物料的介电常数要大得多，所以当土壤中的水分增加时，其介电常数相应增大，测量时湿度传感器给出的电容值也随之上升，根据传感器的电容量与土壤水分之间的对应关系可测出土壤的水分。电容式湿度传感器的特点是精度高 、量程宽 、可测的物料品种多，而且响应速度也较快，可应用于在线监测实现自动化IJI