Умные датчики влажности почвы: повышение эффективности ферм и урожайности

Растения собирают воду и большинство своих нутриентов из почвы. Эти почвенные нутриенты поглощаются корнями растений и переносятся через васкулярную ткань под названием «Ксилема» к листьям, где происходит фотосинтез. Почва таким образом поддерживает весь пищевой цикл, действуя как начальная платформа для генерации пищи не только для растений но также для других живых существ.

Агрономы и фермеры знают важность поддержания оптимального питания и уровня влажности почвы для облегчения роста культур. Использование удобрений и навозов улучшает качество почвы и надежная ирригационная система облегчает контроль водного содержания в ней.

Прогресс в Интернете вещей и сенсорных технологиях привел к появлению различных систем обнаружения влажности почвы. Используя эти устройства фермер может мониторить и управлять качеством своей почвы и выбирать культуру, подходящую для роста на его полях. Существуют разные механизмы, которые эти сенсоры используют для определения водного содержания почвы. Поэтому важно быть знакомым с разными терминологиями, связанными с влажностью почвы.

Некоторые ключевые слова, связанные с влажностью почвы:

Следующие терминологии связаны с измерением влажности почвы:

• • Soil Water Content: Также называемое уровнем влажности почвы, это количество воды, присутствующей в известном количестве почвы в определенное время. Обычно выражается как дюймы воды на фут почвы ИЛИ как % воды по весу или объему почвы.
• • Saturation: Насыщение относится к водному содержанию почвы когда все поры почвы заполнены водой. Это временное состояние так как излишки воды вытекают из почвы под влиянием гравитации.
• • Field Capacity: Оно относится к водному содержанию почвы после того как гравитация удаляет излишки воды из ее пор. В других терминах, это количество воды, которое почва может удерживать.
• • Soil Moisture tension: Также называемое почвенным матричным потенциалом, это сила, с которой вода цепляется к почве. Обычно выражается в барах.
• • Permanent Wilting Point (PWP): PWP относится к минимальному количеству воды в почве, требуемом растению для не вянуть. Если водное содержание почвы меньше PWP, то растение не может восстановить свою тургидность.
• • Available Water Capacity: Это количество воды, присутствующей для роста растения между PWP и полевой емкостью почвы. Также называется Plant Available Water (PAW) и измеряется как дюймы доступной воды на фут почвы.

Эти терминологии обычно используются при определении содержания влаги почвы. Различные детекторы влажности почвы используют эти терминологии для индикации количества влаги, присутствующей в ней. Работа датчика влажности почвы, в общем, зависит от механизмов, используемых сенсорами.

Различные типы датчиков влажности почвы:

1) Рефлектометры:

Датчики влажности почвы, использующие рефлектометрию, определяют водное содержание измеряя изменение в специфическом параметре после его отражения почвой. В рефлектометре обычно есть два или три металлических стержня, которые глубоко вставляются в почву. Волна известного параметра проходит через эти стержни. Сенсор ловит отраженную волну и количество влаги, присутствующей в почве, определяется основанным на изменениях в параметрах.

Основанный на параметрах, используемых рефлектометром, они классифицируются в три разных типа:

• • Time Domain Reflectometer (TDR): параметры — скорость и сила электромагнитной волны
• • Frequency Domain Reflectometer (FDR): параметр — частота волны
• • Amplitude Domain Reflectometer (ADR): параметры — диэлектрическая постоянная и электрическая проводимость почвы импедансного сигнала.

2) Time Domain Transmission (TDT):

Time-domain transmissometer похож на TDR, однако, он состоит из полного контура где оба конца соединены с электрическим источником. TDT измеряет время, затраченное импульсом для пропагации через полный контур однажды он зарыт глубоко в почве. Время, затраченное импульсом для пропагации, будет больше для влажной почвы чем для сухой почвы. Учитывая время, затраченное импульсом, количество влаги, присутствующей в почве, оценивается.

3) Тензиометры:

Тензиометр использует напряжение влажности почвы для определения содержания влаги в почве. Он состоит из стеклянной трубки, заполненной водой. Конец трубки оснащен пористым наконечником, который вставляется глубоко в почву. Почва извлекает воду из трубки из-за напряжения влажности почвы как только ее влажность уменьшается. Это создает вакуум в трубке, отражающий изменение в водном содержании почвы.

4) Гранулярные матричные сенсоры:

Этот сенсор измеряет электрическое сопротивление для определения уровня влаги в почве. Он состоит из электродов, заключенных в гранулярную матрицу, состоящую из кварца. Этот аппарат заключен в гипсовый раствор, заполненный в металлический корпус. Маленький электрический заряд проходит через электроды и электрическое сопротивление через них измеряется. В случае, если влага в почве уменьшается, вода из сенсора будет извлечена почвой и следовательно сопротивление увеличится. Это изменение в уровне сопротивления затем используется для оценки водного содержания почвы.

Contact Us Now and Connect With Our in House IoT Expert!

Get in touch

IoT-питанная система управления влажностью почвы:

Влага почвы — важная характеристика, облегчающая рост растений. Она действует как растворитель для разных нутриентов, присутствующих в почве и сама действует как первичный ингредиент для фотосинтеза. Она регулирует температуру почвы, что дополнительно обеспечивает цветение новых растений.

Измерение водного содержания почвы поэтому важно для максимизации урожайности и обеспечения ее качества. Датчики влажности почвы, работающие на разных механизмах, появились, помогающие фермерам оставаться в курсе о качестве почвы их ферм.

IoT-питанная система обнаружения влажности почвы — одно из многих применений сельскохозяйственного IoT. Данные, собранные через влажность сенсоры, передаются через шлюз к централизованной платформе, действующей как командный центр для фермера. Используя данные на этой платформе, он может мониторить и управлять разными фермерскими операциями удаленно и может обеспечивать качество и здоровье своих культур.

Используемое железо:-

Price: $70

Intellia INT G01- Датчик влажности почвы

Intellia INT G01- Датчик влажности почвы (Передатчик) — высокоточный, высокочувствительный прибор для измерения влажности почвы. Этот продукт — металлический корпус, высокая компрессионная прочность, хорошая герметичность; использование принципа электромагнитного импульса для измерения видимой диэлектрической постоянной почвы.

Быстрые спецификации

Model No INT G01 Monitoring principle FDR Structure 4-pin type Output Signal 4-20mA PowerSupply DC12-24V Response time ＜1s