ტევადობის ნიადაგის სენსორი: ეკონომიური „ტენიანობის ტენდენციის მონიტორი“

ტევადობითი ნიადაგის სენსორები თანამედროვე ნიადაგის ტენიანობის გაზომვის ერთ-ერთი ყველაზე გავრცელებული ტექნიკაა (რომელიც, როგორც წესი, სიხშირის დომენის რეფლექტომეტრიის (FDR) ტიპს მიეკუთვნება). ძირითადი პრინციპია ნიადაგის მოცულობითი ტენიანობის შემცველობის ირიბად მიღება მისი დიელექტრიკული მუდმივას გაზომვით. ვინაიდან წყლის დიელექტრიკული მუდმივა (დაახლოებით 80) გაცილებით მაღალია, ვიდრე ნიადაგის სხვა კომპონენტების (დაახლოებით 1 ჰაერისთვის და დაახლოებით 3-5 ნიადაგის მატრიცისთვის), ნიადაგის დიელექტრიკული მუდმივას საერთო ცვლილება ძირითადად დამოკიდებულია ტენიანობის შემცველობაზე.

შემდეგია მისი ძირითადი მახასიათებლები:
I. ძირითადი ძლიერი მხარეები და უპირატესობები
1. დაბალი ღირებულება და მარტივი პოპულარიზაცია
მაღალი სიზუსტის დროის დომენის რეფლექტომეტრიის (TDR) სენსორებთან შედარებით, ტევადურ სენსორებს აქვთ უფრო დაბალი ელექტრონული კომპონენტები და წარმოების ხარჯები, რაც საშუალებას აძლევს მათ ფართოდ იქნას გამოყენებული ისეთ სცენარებში, რომლებიც მოითხოვს ფართომასშტაბიან განლაგებას, როგორიცაა ჭკვიანი სოფლის მეურნეობა და ბაღის მორწყვა.

2. უკიდურესად დაბალი ენერგომოხმარება
ტევადობის საზომ სქემებს თავად აქვთ ძალიან დაბალი ენერგომოხმარება და ძალიან შესაფერისია გრძელვადიანი საველე მონიტორინგისა და ნივთების ინტერნეტის აპლიკაციებისთვის, რომლებიც იკვებება ბატარეებითა და მზის პანელებით. მათ შეუძლიათ უწყვეტად მუშაობა თვეების ან წლების განმავლობაშიც კი.

3. მისი მუდმივი მონიტორინგი შესაძლებელია დიდი ხნის განმავლობაში
გაშრობის მეთოდთან შედარებით, რომელიც ხელით მუშაობას მოითხოვს, ტევადობითი სენსორების ნიადაგში ჩამარხვა შესაძლებელია უყურადღებოდ, უწყვეტი და ავტომატური მონაცემების შეგროვების მიზნით და ნიადაგის ტენიანობის დინამიური ცვლილების პროცესის, როგორიცაა მორწყვის, ნალექის და აორთქლების გავლენა, დაფიქსირება.

4. კომპაქტური ზომის და მარტივი ინსტალაციის
სენსორები, როგორც წესი, ზონდების სახითაა შექმნილი. უბრალოდ გაბურღეთ ხვრელი გაზომვის ადგილას და ვერტიკალურად ჩადეთ ზონდი ნიადაგში, რაც ნიადაგის სტრუქტურას მცირე დაზიანებას გამოიწვევს.

5. კარგი სტაბილურობა და რადიოაქტიურობის არარსებობა
ნეიტრონულ მრიცხველებისგან განსხვავებით, ტევადური სენსორები არ იყენებენ რადიოაქტიურ წყაროებს, უსაფრთხოა გამოსაყენებლად და არ საჭიროებს სპეციალურ ნებართვას ან დაცვას.

6. ინტეგრირებადი და ინტელექტუალური
ნიადაგის ტენიანობის მონიტორინგის სრული ქსელის შესაქმნელად, მონაცემთა შემგროვებლებთან და უკაბელო გადაცემის მოდულებთან (მაგალითად, 4G/LoRa/NB-IoT) ინტეგრირება ძალიან მარტივია. მომხმარებლებს შეუძლიათ მონაცემების დისტანციურად ნახვა რეალურ დროში მობილური ტელეფონის ან კომპიუტერული პლატფორმების საშუალებით.

II. შეზღუდვები და გამოწვევები
გაზომვის სიზუსტეზე გავლენას ახდენს მრავალი ფაქტორი
ნიადაგის ტექსტურის გავლენა: თიხიანი, თიხნარი და ქვიშიანი ნიადაგის კალიბრაციის მრუდები განსხვავებულია. სენსორები, როგორც წესი, ქარხნიდან გამოსვლისას სტანდარტული ქვიშითა და ნიადაგით კალიბრდება. სხვადასხვა ტექსტურის ნიადაგში პირდაპირი გამოყენება შეცდომებს გამოიწვევს.
ნიადაგის ელექტროგამტარობის (მარილიანობის) გავლენა: ეს ტევადობითი სენსორების შეცდომის ერთ-ერთი მთავარი წყაროა. ნიადაგში მარილის იონებს შეუძლიათ ელექტრომაგნიტური ველების ურთიერთქმედება, რაც გაზომილი მნიშვნელობების უფრო მაღალ მაჩვენებლებს იწვევს. მარილიან ნიადაგში გაზომვის სიზუსტე მნიშვნელოვნად შემცირდება.
ნიადაგის დატკეპნისა და ფორიანობის გავლენა: გაზომვის შედეგების სიზუსტეზე გავლენას მოახდენს ის, არის თუ არა ზონდი ნიადაგთან მჭიდრო კონტაქტში და არის თუ არა ნიადაგში დიდი ფორები ან ქვები.
ტემპერატურის გავლენა: დიელექტრიკული მუდმივა იცვლება ტემპერატურასთან ერთად. მაღალი ხარისხის სენსორებს აქვთ ჩაშენებული ტემპერატურის სენსორები კომპენსაციისთვის, მაგრამ კომპენსაციის ეფექტი შეზღუდულია.

2. საჭიროა ადგილზე კალიბრაცია
მაღალი სიზუსტის გაზომვის შედეგების მისაღებად, განსაკუთრებით ნიადაგის სპეციფიკურ ტიპებში, როგორც წესი, საჭიროა ადგილზე კალიბრაცია. ანუ, ნიადაგის ნიმუშები გროვდება, ფაქტობრივი ტენიანობა იზომება სტანდარტული გაშრობის მეთოდით და შემდეგ შედარებულია სენსორის ჩვენებებთან ლოკალიზებული კალიბრაციის განტოლების დასადგენად. ეს არის გადამწყვეტი ნაბიჯი მონაცემების სიზუსტის უზრუნველსაყოფად, მაგრამ ის ასევე ზრდის გამოყენების ღირებულებას და ტექნიკურ ზღურბლს.

3. გაზომვის დიაპაზონი შედარებით ლოკალურია
სენსორის გაზომვის დიაპაზონი შემოიფარგლება ზონდის გარშემო ნიადაგის სასრული მოცულობით (ანუ სენსორის „მგრძნობიარე არეალით“. ეს არე, როგორც წესი, ძალიან მცირეა (რამდენიმე კუბური სანტიმეტრი), ამიტომ გაზომვის შედეგი წარმოადგენს „წერტილის“ ინფორმაციას. მთელი ველის ნიადაგის ტენიანობის პირობების გასაგებად, საჭიროა მრავალი წერტილის დაყენება.

4. გრძელვადიანი სტაბილურობა და დრიფტი
ნიადაგში ხანგრძლივი დროის განმავლობაში ჩამარხვის შემთხვევაში, ზონდის ლითონი შეიძლება დაბერდეს ელექტროლიტური კოროზიის ან ქიმიური ზემოქმედების გამო, რაც გაზომვის მნიშვნელობების რხევას გამოიწვევს. საჭიროა რეგულარული შემოწმება და ხელახალი კალიბრაცია.

III. შესაბამისი სცენარები და შერჩევის წინადადებები
ძალიან შესაფერისი სცენარები
ჭკვიანი სოფლის მეურნეობა და ზუსტი ირიგაცია: ნიადაგის ტენიანობის დინამიკის მონიტორინგი, მორწყვის დროისა და რაოდენობის მითითება, წყლის დაზოგვისა და წარმოების გაზრდის მიღწევა.
ლანდშაფტის გამწვანება და გოლფის მოედნის მოვლა-პატრონობა: ავტომატიზირებული სარწყავი სისტემების ძირითადი სენსორები.
სამეცნიერო კვლევა: კვლევა ისეთ სფეროებში, როგორიცაა ეკოლოგია, ჰიდროლოგია და მეტეოროლოგია, რომელიც მოითხოვს ნიადაგის ტენიანობის ხანგრძლივ და უწყვეტ მონიტორინგს.
გეოლოგიური კატასტროფების ადრეული გაფრთხილება: მეწყერის რისკების შესახებ გასაფრთხილებლად, ფერდობებსა და გზისპირა გზებზე ნიადაგის ტენიანობის მონიტორინგი.

სიფრთხილის ზომების გამოყენების შემთხვევები:
მაღალი მარილიანობისა და ტუტე ნიადაგის მქონე ადგილებში: თუ სპეციალურად შემუშავებული და დაკალიბრებული მოდელები არ გამოიყენება, მონაცემების სანდოობა დაბალია.
მეტროლოგიური სერტიფიცირების სცენარებში, სადაც აბსოლუტური სიზუსტის უკიდურესად მაღალი მოთხოვნებია: ამ დროს შეიძლება საჭირო გახდეს უფრო ძვირადღირებული TDR სენსორების განხილვა ან გაშრობის მეთოდის პირდაპირ გამოყენება.

მარტივად რომ ვთქვათ, ტევადობითი ნიადაგის სენსორები „ეკონომიკურად ეფექტური“ ვარიანტია. მიუხედავად იმისა, რომ ლაბორატორიულ დონეზე შესაძლოა მათ არ უზრუნველყონ აბსოლუტურად ზუსტი მნიშვნელობები, მათ შეუძლიათ კარგად ასახონ ნიადაგის ტენიანობის მშრალიდან სველ მდგომარეობაში შედარებითი ცვლილების ტენდენცია და ნიმუში. წარმოებისა და მართვის გადაწყვეტილებების დიდი უმრავლესობისთვის ამას უკვე დიდი ღირებულება აქვს. მისი მახასიათებლების სწორად გაგება და კალიბრაციის კარგი სამუშაოს შესრულება მისი კარგად გამოყენების გასაღებია.

ნიადაგის სენსორთან დაკავშირებული დამატებითი ინფორმაციისთვის, გთხოვთ, დაუკავშირდეთ Honde Technology Co., LTD.

WhatsApp: +86-15210548582

Email: info@hondetech.com

კომპანიის ვებსაიტი:www.hondetechco.com