Капацитивни сензори за земљиште су једна од најчешћих техника у модерном мерењу влажности земљишта (обично припадају врсти рефлектометрије у фреквентном домену (FDR)). Основни принцип је индиректно добијање запреминског садржаја влаге у земљишту мерењем његове диелектричне константе. Пошто је диелектрична константа воде (око 80) много већа од диелектричне константе других компоненти у земљишту (око 1 за ваздух и око 3-5 за матрицу земљишта), укупна промена диелектричне константе земљишта углавном зависи од садржаја влаге.
Следеће су његове главне карактеристике:
I. Основне снаге и предности
1. Ниска цена и лако популаризовање
У поређењу са високопрецизним сензорима рефлектометрије у временском домену (TDR), капацитивни сензори имају ниже трошкове електронских компоненти и производње, што им омогућава широку примену у сценаријима који захтевају примену великих размера, као што су паметна пољопривреда и наводњавање башта.
2. Изузетно ниска потрошња енергије
Капацитивна мерна кола сама по себи имају веома ниску потрошњу енергије и веома су погодна за дугорочно праћење на терену и примене Интернета ствари које се напајају батеријама и соларним панелима. Могу континуирано да раде месецима или чак годинама.
3. Може се континуирано пратити дуже време
У поређењу са методом сушења која захтева ручно управљање, капацитивни сензори могу бити закопани у земљиште како би се вршило без надзора, континуирано и аутоматско прикупљање података и могли су да ухвате динамички процес промене влажности земљишта, као што су утицај наводњавања, падавина и испаравања.
4. Компактне величине и једноставна инсталација
Сензори су обично дизајнирани као сонде. Само избушите рупу на месту мерења и уметните сонду вертикално у земљиште, узрокујући мало оштећења структуре земљишта.
5. Добра стабилност и без радиоактивности
За разлику од неутронских мерача, капацитивни сензори не укључују никакве радиоактивне изворе, безбедни су за употребу и не захтевају посебну дозволу или заштиту.
6. Интеграбилно и интелигентно
Веома је лако интегрисати се са колекторима података и модулима за бежични пренос (као што су 4G/LoRa/NB-IoT) како би се формирала комплетна мрежа за праћење влажности земљишта. Корисници могу даљински да прегледају податке у реалном времену путем мобилних телефона или рачунарских платформи.
II. Ограничења и изазови
На тачност мерења утиче више фактора
Утицај текстуре земљишта: Калибрационе криве за глиновито, иловасто и песковито земљиште су различите. Сензори се обично калибришу са стандардним песком и земљиштем када напусте фабрику. Директна употреба у земљиштима различитих текстура узроковаће грешке.
Утицај електричне проводљивости земљишта (салинитета): Ово је један од главних извора грешака за капацитивне сензоре. Јони соли у земљишту могу ометати електромагнетна поља, узрокујући да измерене вредности буду веће. У заслањеном земљишту, тачност мерења ће значајно опадати.
Утицај збијања и порозности земљишта: Да ли је сонда у блиском контакту са земљиштем и да ли у земљишту постоје велике поре или камење, све ће то утицати на тачност резултата мерења.
Утицај температуре: Диелектрична константа се мења са температуром. Висококвалитетни сензори имају уграђене температурне сензоре за компензацију, али је ефекат компензације ограничен.
2. Потребна је калибрација на лицу места
Да би се добили високопрецизни резултати мерења, посебно код специфичних типова земљишта, обично је потребна калибрација на лицу места. То јест, узорци земљишта се прикупљају, стварни садржај влаге се мери стандардном методом сушења, а затим се упоређује са очитавањима сензора како би се успоставила локализована једначина калибрације. Ово је кључни корак за обезбеђивање тачности података, али такође повећава трошкове коришћења и технички праг.
3. Опсег мерења је релативно локалан
Опсег мерења сензора је ограничен на коначну запремину земљишта око сонде (тј. „осетљиву област“ сензора). Ова област је обично веома мала (неколико кубних центиметара), тако да резултат мерења представља информацију једне „тачке“. Да би се разумели услови влажности земљишта на целом пољу, потребно је поставити више тачака.
4. Дугорочна стабилност и дрифт
Ако је сонда дуже време закопана у земљи, метал сонде може остарити услед електролитичке корозије или хемијског дејства, што доводи до померања вредности мерења. Потребне су редовне инспекције и рекалибрација.
Iii. Применљиви сценарији и предлози за избор
Веома погодни сценарији
Паметна пољопривреда и прецизно наводњавање: Праћење динамике влажности земљишта, вођење када наводњавати и колико воде наводњавати, постизање уштеде воде и повећање производње.
Озелењавање пејзажа и одржавање голф терена: Основни сензори аутоматизованих система за наводњавање.
Научна истраживања: Истраживања у областима као што су екологија, хидрологија и метеорологија која захтевају дугорочно и континуирано праћење влажности земљишта.
Рано упозоравање на геолошке катастрофе: Праћење влажности земљишта на падинама и путевима како би се упозорило на ризик од клизишта.
Сценарији који захтевају опрезну употребу:
У подручјима са земљиштем са високим салинитетом и високим садржајем алкалија: Осим ако се не користе посебно дизајнирани и калибрисани модели, поузданост података је ниска.
У сценаријима метролошке сертификације са изузетно високим захтевима за апсолутну тачност: У овом тренутку, можда ће бити потребно размотрити скупље TDR сензоре или директно користити метод сушења.
Једноставно речено, капацитивни сензори за земљиште су „исплатива“ опција. Иако можда не пружају апсолутно прецизне вредности на лабораторијском нивоу, могу веома добро да одражавају релативни тренд промене и образац влажности земљишта од сувог до влажног. За велику већину производних и управљачких одлука, ово већ има велику вредност. Правилно разумевање његових карактеристика и добро обављање калибрације су кључеви за његово добро коришћење.
За више информација о сензорима за тло, контактирајте Honde Technology Co., LTD.
WhatsApp: +86-15210548582
Email: info@hondetech.com
Веб-сајт компаније:www.hondetechco.com
Време објаве: 01.12.2025.