Датчик частотной области
Датчик частотной области ( FD ) — это прибор, разработанный для измерения почвы влажности . Прибор имеет колебательный контур, чувствительная часть датчика заделана в почву, а рабочая частота будет зависеть от значения диэлектрической проницаемости почвы .
Типы датчиков
[ редактировать ]- Емкостный датчик или датчик краевой емкости. Емкостные датчики используют емкость для измерения диэлектрической проницаемости почвы. Объем воды в общем объеме почвы наиболее сильно влияет на диэлектрическую проницаемость почвы, поскольку диэлектрическая проницаемость воды (80) намного больше, чем у других компонентов почвы (минеральная почва: 4, органическое вещество: 4, воздух : 1). Таким образом, при изменении количества воды в почве зонд будет измерять изменение емкости (по изменению диэлектрической проницаемости), которое может быть напрямую связано с изменением содержания воды. Схема внутри некоторых коммерческих пробников преобразует измерение емкости в пропорциональный выходной сигнал в милливольтах. Другая конфигурация аналогична нейтронному зонду трубка доступа из ПВХ , в котором в почве установлена . Зонд состоит из чувствительной головки на фиксированной глубине. Чувствительная головка состоит из генераторной схемы, частота определяется кольцевым электродом, краевым конденсатором. , и диэлектрическая проницаемость почвы.
- электрического импеданса Датчик , который состоит из зондов почвы и использует измерение электрического импеданса. Наиболее распространенная конфигурация основана на принципе стоячей волны (Гаскин и Миллер, 1996). Устройство состоит из синусоидального генератора с частотой 100 МГц , коаксиальной линии передачи с фиксированным сопротивлением и зондовых проводов, которые закапываются в почву. Сигнал генератора распространяется по линии передачи в почвенный зонд, и если импеданс зонда отличается от импеданса линии передачи, часть падающего сигнала отражается обратно по линии к источнику сигнала.
Преимущества и ограничения
[ редактировать ]По сравнению с рефлектометром во временной области (TDR), датчики FD дешевле в изготовлении и имеют более быстрое время отклика. Однако из-за сложного электрического поля вокруг зонда датчик необходимо калибровать для разных типов почвы. Некоторые коммерческие датчики способны устранить чувствительность к типу почвы за счет использования высокой частоты.
Ссылки
[ редактировать ]- Гаскин Г.Дж., Миллер Дж.Д. 1996. Измерение содержания влаги в почве с использованием упрощенной методики измерения импеданса. Журнал сельскохозяйственных инженерных исследований 63, 153–160.
- Кэмпбелл CS, Кэмпбелл GS, Кобос DR2004. Реакция недорогого диэлектрического датчика влажности на изменение температуры. Эос Транс. АГУ, 85(17), Жт. Сборка Доп. Аннотация NS44A-05.