Mahtuvuslikud mullasensorid on üks levinumaid tehnikaid tänapäevases mulla niiskuse mõõtmises (tavaliselt kuuluvad nad sagedusdomeeni reflektomeetria (FDR) tüüpi). Põhiprintsiip on saada mulla mahuline niiskusesisaldus kaudselt, mõõtes selle dielektrilist konstanti. Kuna vee dielektriline konstant (umbes 80) on palju kõrgem kui teistel mulla komponentidel (õhul umbes 1 ja mulla maatriksi puhul umbes 3-5), sõltub mulla dielektrilise konstandi üldine muutus peamiselt niiskusesisaldusest.
Selle peamised omadused on järgmised:
I. Põhilised tugevused ja eelised
1. Madal hind ja lihtne populariseerida
Võrreldes ülitäpsete ajadomeeni reflektomeetria (TDR) anduritega on mahtuvuslikel anduritel madalamad elektroonikakomponendid ja tootmiskulud, mis võimaldab neid laialdaselt rakendada stsenaariumides, mis nõuavad ulatuslikku juurutamist, näiteks nutikas põllumajandus ja aedade niisutamine.
2. Äärmiselt madal energiatarve
Mahtuvuslikud mõõteahelad ise on väga väikese energiatarbega ja sobivad suurepäraselt pikaajaliseks välitöödeks ja asjade interneti rakendusteks, mida toidavad akud ja päikesepaneelid. Need võivad pidevalt töötada kuid või isegi aastaid.
3. Seda saab pikka aega pidevalt jälgida
Võrreldes käsitsi juhitava kuivatamismeetodiga saab mahtuvuslikke andureid pinnasesse matta, et teostada järelevalveta, pidevat ja automaatset andmete kogumist ning jäädvustada mulla niiskuse dünaamilist muutumisprotsessi, näiteks niisutamise, sademete ja aurustumise mõju.
4. Kompaktne suurus ja lihtne paigaldada
Andurid on tavaliselt sondidena konstrueeritud. Puurige lihtsalt mõõtepunkti auk ja sisestage sond vertikaalselt pinnasesse, kahjustades pinnase struktuuri minimaalselt.
5. Hea stabiilsus ja radioaktiivsus puudub
Erinevalt neutronmeetritest ei sisalda mahtuvuslikud andurid radioaktiivseid allikaid, on ohutud kasutada ega vaja eriluba ega kaitset.
6. Integreeritav ja intelligentne
Andmekogujate ja traadita edastusmoodulitega (näiteks 4G/LoRa/NB-IoT) on väga lihtne integreerida, et luua täielik mulla niiskuse jälgimise võrgustik. Kasutajad saavad andmeid reaalajas eemalt vaadata mobiiltelefoni või arvutiplatvormide kaudu.
II. Piirangud ja väljakutsed
Mõõtmise täpsust mõjutavad mitmed tegurid
Mulla tekstuuri mõju: savi-, liivsavi- ja liivase pinnase kalibreerimiskõverad on erinevad. Andurid kalibreeritakse tehasest lahkudes tavaliselt standardse liiva ja pinnasega. Erineva tekstuuriga pinnases otsene kasutamine põhjustab vigu.
Pinnase elektrijuhtivuse (soolsuse) mõju: see on mahtuvuslike andurite üks peamisi veaallikaid. Pinnases olevad soolaioonid võivad häirida elektromagnetvälju, põhjustades mõõdetud väärtuste suurenemist. Soolastunud pinnases langeb mõõtmise täpsus märkimisväärselt.
Pinnase tihenemise ja poorsuse mõju: Mõõtmistulemuste täpsust mõjutavad nii sondi tihedad kontaktid pinnasega kui ka suured poorid või kivid pinnases.
Temperatuuri mõju: dielektriline konstant muutub temperatuuriga. Kvaliteetsetel anduritel on kompenseerimiseks sisseehitatud temperatuuriandurid, kuid kompenseeriva efekti on piiratud.
2. Kohapealne kalibreerimine on vajalik
Eriti täpsete mõõtmistulemuste saamiseks, eriti teatud mullatüüpide puhul, on tavaliselt vaja kohapealset kalibreerimist. See tähendab, et kogutakse mullaproovid, mõõdetakse tegelik niiskusesisaldus standardse kuivatusmeetodi abil ja seejärel võrreldakse seda anduri näitudega, et luua lokaliseeritud kalibreerimisvõrrand. See on andmete täpsuse tagamiseks oluline samm, kuid see suurendab ka kasutuskulusid ja tehnilist läve.
3. Mõõteulatus on suhteliselt lokaalne
Anduri mõõteulatus on piiratud sondi ümbritseva mulla lõpliku mahuga (st anduri „tundliku alaga“). See ala on tavaliselt väga väike (mõned kuupsentimeetrid), seega esindab mõõtmistulemus ühe „punkti“ infot. Kogu põllu mulla niiskustingimuste mõistmiseks tuleb seadistada mitu punkti.
4. Pikaajaline stabiilsus ja triiv
Kui sondi maetakse pikaks ajaks pinnasesse, võib selle metall elektrolüütilise korrosiooni või keemilise toime tõttu vananeda, põhjustades mõõteväärtuste triivi. Vajalik on regulaarne kontroll ja uuesti kalibreerimine.
III. Kohaldatavad stsenaariumid ja valikuettepanekud
Väga sobivad stsenaariumid
Nutikas põllumajandus ja täppisniisutus: mulla niiskuse dünaamika jälgimine, niisutamise aja ja veekoguse määramine, vee säästmine ja tootmise suurendamine.
Haljastus ja golfiväljaku hooldus: automatiseeritud niisutussüsteemide põhisensorid.
Teadusuuringud: uuringud sellistes valdkondades nagu ökoloogia, hüdroloogia ja meteoroloogia, mis nõuavad mulla niiskuse pikaajalist ja pidevat jälgimist.
Geoloogilise katastroofi varajane hoiatus: jälgige nõlvadel ja teepeenardel pinnase niiskust, et hoiatada maalihkeohtude eest.
Ettevaatust nõudvad stsenaariumid:
Kõrge soolsusega ja leeliselisega pinnasega piirkondades: kui ei kasutata spetsiaalselt loodud ja kalibreeritud mudeleid, on andmete usaldusväärsus madal.
Metroloogilise sertifitseerimise stsenaariumides, kus absoluutse täpsuse nõuded on äärmiselt kõrged: sel ajal võib olla vajalik kaaluda kallimaid TDR-andureid või kasutada otse kuivatusmeetodit.
Lihtsamalt öeldes on mahtuvuslikud mullasensorid „kulutõhus“ valik. Kuigi need ei pruugi laboritasemel absoluutselt täpseid väärtusi anda, suudavad need väga hästi kajastada mulla niiskuse suhtelist muutumistrendi ja mustrit kuivalt märjaks. Enamiku tootmis- ja majandamisotsuste puhul on sellel juba suur väärtus. Selle omaduste õige mõistmine ja hea kalibreerimine on selle hea kasutamise võtmeks.
Lisateabe saamiseks pinnasesensorite kohta võtke ühendust ettevõttega Honde Technology Co., LTD.
WhatsApp: +86-15210548582
Email: info@hondetech.com
Ettevõtte veebisait:www.hondetechco.com
Postituse aeg: 01. detsember 2025