FDR on praegu kõige levinum mahtuvuslik mulla niiskuse mõõtmise tehnoloogia spetsiifiline rakendusmeetod. See mõõdab kaudselt ja kiiresti mulla mahulist veesisaldust, mõõtes mulla dielektrilist konstanti (mahtuvusefekti). Põhimõte on kiirata pinnasesse sisestatud elektroodi (sondi) kindla sagedusega (tavaliselt 70–150 MHz) elektromagnetlaine signaali ja mõõta mulla dielektriliste omaduste poolt määratud resonantssageduse või impedantsi muutust, arvutades seeläbi dielektrilise konstandi ja niiskusesisalduse.
Järgnevalt on toodud FDR pinnasesensori üksikasjalikud omadused:
Põhilised tugevused ja eelised
Mõõtmine on kiire, pidev ja automatiseeritud
See suudab saavutada pideva mõõtmise teisel või isegi kiiremini tasemel, mistõttu sobib see suurepäraselt olukordadesse, mis nõuavad suure ajalist lahutusvõimet andmete salvestamist, automatiseeritud niisutusjuhtimist ja dünaamiliste protsesside uurimist.
Kõrge hind ja lihtne populariseerimine
Võrreldes täpsemate ja kallimate TDR (Time Domain Reflectometry) anduritega on FDR-ahela disain ja tootmine lihtsamad ning kulud on oluliselt väiksemad, mistõttu on see ideaalne valik laiaulatuslikuks juurutamiseks sellistes valdkondades nagu nutikas põllumajandus ja haljastus.
Äärmiselt madal energiatarve
Mõõteahela energiatarve on väga madal, tavaliselt vajab see vaid milliamprite suurust voolu, mistõttu sobib see suurepäraselt välimonitooringujaamadele ja asjade interneti süsteemidele, mida toidavad pika aja jooksul akud ja päikesepaneelid.
Sond on paindlikult disainitud ja hõlpsasti paigaldatav
Sondid on saadaval erineva kujuga (näiteks vardatüüpi, torketüüpi, mitme sügavusega profiilitüüpi jne) ja need tuleb ainult pinnasesse sisestada. Need kahjustavad pinnase struktuuri vähe ja on väga lihtsasti paigaldatavad.
Sellel on hea stabiilsus ja kõrge turvalisus
See ei sisalda radioaktiivseid aineid (erinevalt neutronmeetritest), on ohutu kasutada ja selle elektroonikakomponendid on stabiilse jõudlusega, mis võimaldab pikaajalist tööd.
Lihtne integreerida ja võrgustada
See on loomulikult ühilduv tänapäevase asjade interneti arhitektuuriga ning suudab hõlpsalt integreerida andmesalvestuse ja traadita edastusmooduleid, et luua ulatuslik mulla niiskuse jälgimise võrgustik.
Peamised piirangud ja väljakutsed
Mõõtmise täpsust mõjutavad mitmesugused pinnase omadused (südamiku piirangud)
Mulla tekstuur ja mahutihedus: dielektrilise konstandi ja veesisalduse vaheline seos (kalibreerimiskõver) varieerub muldade puhul, millel on erinev savi, liiva ja orgaanilise aine sisaldus. Üldised kalibreerimisvalemid võivad põhjustada vigu.
Pinnase elektrijuhtivus (soolsus): See on üks olulisemaid tegureid, mis mõjutavad FDR-i täpsust. Juhtivad ioonid pinnaselahuses võivad põhjustada signaali energiakadu, mis omakorda viib dielektrilise konstandi mõõtmisväärtuse ülehindamiseni ja seega veesisalduse ülehindamiseni. Soolase-leeliselise pinnase puhul võib see viga olla väga oluline.
Temperatuur: Pinnase dielektrilist konstanti mõjutab temperatuur. Tipptasemel mudelid on varustatud sisseehitatud temperatuurianduritega kompenseerimiseks, kuid seda ei saa täielikult välistada.
Sondi ja pinnase vaheline kontakt: Kui paigaldamise ajal jääb vahe või kontakt pole kindel, segab see mõõtmist tõsiselt.
Suure täpsuse saavutamiseks tuleb läbi viia kohapealne kalibreerimine
Tehase kalibreerimine põhineb tavaliselt mingil standardkeskkonnal (näiteks liiv ja pinnas). Usaldusväärsete absoluutväärtuste saamiseks tuleb kohapealne kalibreerimine läbi viia sihtpinnases (st võrreldes kuivatamismeetodi mõõdetud väärtustega ja luues kohaliku kalibreerimisvõrrandi). See on oluline samm teadusliku uurimistöö kvaliteedi ja täpse andmehalduse tagamiseks, kuid see suurendab ka kasutuskulusid ja tehnilist läve.
Mõõteulatus on lokaalne „punkti” teave
Anduri tundlik ala piirdub tavaliselt sondi ümber oleva pinnase mahuga mõne kuupsentimeetriga. Suurte proovitükkide ruumilise varieeruvuse iseloomustamiseks on vaja teostada mõistlik mitmepunktiline paigutus.
Pikaajaline stabiilsus ja triiv
Pärast pikaajalist matmist võib sondi metall põhjustada mõõtmisomaduste nihkumist elektrokeemilise korrosiooni või saastumise tõttu ning seetõttu on vajalik regulaarne kontroll ja ümberkalibreerimine.
Soovituslikud kohaldatavad stsenaariumid
Väga sobivad stsenaariumid
Täppispõllumajandus ja intelligentne niisutamine: mulla niiskuse dünaamika jälgimine, niisutamisotsuste optimeerimine ning vee säästmise ja tõhususe parandamine.
Ökoloogiline ja hüdroloogiline uuring: pikaajaline fikspunktiseire mulla niiskusprofiili muutuste kohta.
Aia ja golfiväljaku hooldus: automatiseeritud niisutussüsteemide põhisensorid.
Geoloogiliste katastroofide seire: kasutatakse veesisalduse varajaseks hoiatamiseks nõlva stabiilsuse jälgimisel.
Stsenaariumid, kus on vaja olla ettevaatlik või võtta vastumeetmeid:
Soolastunud või suure juhtivusega pinnase puhul tuleb valida soolsuse kompenseerimisfunktsioonidega mudelid ja teostada range kohapealne kalibreerimine.
Olukordades, kus absoluutse täpsuse tagamiseks on seadusest või teadustöö tasemel nõuded, on vaja võrrelda ja kalibreerida TDR-i või kuivatusmeetoditega ning teha regulaarseid kontrolle.
Kokkuvõte
FDR-pinnasesensoritest on tänu suurepärasele hinna ja kvaliteedi suhtele, väikesele energiatarbimisele ja kasutusmugavusele saanud tänapäeva põllumajanduses ja keskkonnaseires kõige laialdasemalt kasutatav pinnase niiskuse mõõtmise tehnoloogia. See on sisuliselt „tõhus kohapealne luuraja“.
Põhijooned võib kokku võtta järgmiselt:
Eelised: Kiire, pidev, odav, väike energiatarve ja lihtne võrku ühendada.
Piirangud: Täpsust mõjutavad kergesti pinnase soolsus, tekstuur ja temperatuur ning täpsuse tagamiseks on vaja kohapealset kalibreerimist.
Teadusliku punktide paigutuse ja vajaliku kalibreerimise abil selle omaduste õige mõistmise ja vigade haldamise abil saavad FDR-andurid anda väga väärtuslikku dünaamilist teavet mulla niiskuse kohta ning on olulised vahendid veevarude täpseks haldamiseks ja digitaalse põllumajanduse arendamiseks.
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: 12. detsember 2025