在智慧农业展会上,我们经常看到一种白色的管状设备,厂家介绍这是建大仁科土壤墒情自动监测站。很多人好奇:这看起来就是一根PVC塑料管,电极都没有露在外面,它是怎么测到土里的水的?甚至还能测电导率?
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今天我们就从技术原理的角度,为您深度揭秘设备的“硬核”之处。
1. 介电常数与高频探测波
设备的核心原理是基于“介电常数”。简单来说,水、空气和土壤颗粒的介电常数差异巨大(水的介电常数约为80,而土壤颗粒仅为3-5)。
设备内部发射频率接近1GHz(1000MHz)的高频探测波。这种高频波具有极强的穿透力,可以轻松穿透外层的PVC塑料管,深入到周围的土壤中。通过感知土壤介电常数的变化,设备就能极其精准地计算出土壤的体积含水量。
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2. 为什么要用PVC外壳?
这正是该设计的精妙之处。
- 抗干扰:传统的金属探针直接接触土壤,容易受到土壤中盐分(电导率)、化肥、农药的影响,导致读数漂移。而PVC外壳将电路与土壤物理隔离,高频波探测方式受土壤盐离子的影响极小,数据更纯净。
- 耐腐蚀:农业环境复杂,化肥和酸雨会腐蚀金属探针。PVC管耐酸碱、抗腐蚀,大大延长了设备的使用寿命,特别适合长期埋设在地下进行定点监测。
3. 三合一的集成智慧
这款土壤墒情自动监测站不仅仅是个湿度计。
- 温度监测:采用分层设点,地面配置温度观测点,地下每10cm一层,能够捕捉到“倒春寒”或高温干旱对不同深度根系的影响。
- 电导率监测:利用高频技术推算的土壤电导率(EC),范围可达0-10000μS/cm。这对于设施大棚蔬菜种植尤为重要,能有效预警土壤盐渍化风险。
所以,管式设计并非为了“偷工减料”,而是利用高频介电技术实现的一种非接触、高稳定、多参数的监测方案,是目前土壤墒情监测领域的主流技术方向。
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