الأنواع الشائعة لمستشعرات مستوى السائل بمستشعر رطوبة التربة

فيما يتعلق بالأنواع الشائعة من أجهزة استشعار مستوى السائل بمستشعر رطوبة التربة، فإن الطرق الرئيسية لقياس رطوبة التربة في السوق حاليًا تشمل طريقة التوهين النيوتروني، وطريقة قياس الرطوبة بمقياس التوتر، وطريقة قياس السرعة بالطريقة العازلة. تقيس طريقة الاضمحلال النيوتروني محتوى الماء في التربة. 

تتفاعل النيوترونات السريعة التي تتحرك بسرعة عالية مع المادة لتغيير اتجاهها وينتج عنها فقدان الطاقة، وتتحول إلى نيوترونات بطيئة، مما يؤدي إلى التوهين. وذلك لأن الماء يحتوي على ذرات هيدروجين، كما أن فقدان النيوترونات إلى ذرات الهيدروجين أكبر بكثير من فقدان الذرات الأخرى.وبهذه الطريقة يمكن تحديد المحتوى المائي للتربة عن طريق قياس النيوترونات البطيئة، أي يمكن تحديد مقدار التوهين في المادة المقاسة. كمية محتوى الماء، تم تصميم جهاز اختبار رطوبة التربة النيوتروني بناءً على هذا المبدأ. 

وميزة هذه الطريقة أنها دقيقة، لكن المهم أنه إذا لم تكن هذه الطريقة محمية بشكل جيد، فمن السهل أن تسبب تسرباً إشعاعياً، مما يؤدي إلى تلويث البيئة ويعرض صحة الإنسان للخطر. يرتبط نمو المحاصيل ارتباطًا وثيقًا ومن الواضح أنه يتغير مع التغيرات في الري وهطول الأمطار والتبخر وما إلى ذلك.وهو الجزء الأكثر نشاطًا في رطوبة التربة ويحتاج إلى مراقبة في الوقت الفعلي، مما يحد بشكل كبير من تعزيز وتطبيق طريقة النيوترونات. وتستخدم هذه الطريقة على نطاق واسع في البلدان المتقدمة. تم منع المنزل المحيط من استخدام أجهزة استشعار الضغط.

أولاً، يعد استخدام الخصائص العازلة للتربة لقياس محتوى الماء في التربة أيضًا طريقة فعالة وسريعة وبسيطة وموثوقة. بالنسبة لمستشعر الرطوبة السعوي ذو البنية الهندسية المحددة، فإن سعته تتناسب مع ثابت العزل الكهربائي للمادة التي تم اختبارها بين القطبين.نظرًا لأن ثابت العزل الكهربائي للماء أكبر بكثير من ثابت المواد العامة، فعندما تزيد الرطوبة في التربة، يزداد ثابت العزل الكهربائي وفقًا لذلك، وتزداد أيضًا قيمة السعة التي يوفرها مستشعر الرطوبة. 

يمكن للعلاقة المقابلة بين سعة المستشعر ورطوبة التربة قياس رطوبة التربة. يتميز مستشعر الرطوبة السعوي بالدقة العالية، النطاق الواسع، العديد من أنواع المواد التي يمكن قياسها، وسرعة الاستجابة السريعة، والتي يمكن استخدامها في المراقبة عبر الإنترنت لتحقيق مفتاح ضغط IJI التلقائي.

ثانيًا، مستشعر رطوبة التربة من النوع التوتري هو مستشعر يستخدم على نطاق واسع بنجاح لقياسات معينة لرطوبة التربة. تحتوي هذه الأداة على رأس خزفي مسامي، متصل بمقياس الفراغ من خلال أنبوب مملوء بالماء. 

يتم إدخال الجهاز في حفرة التربة، ويتم ربط رأس البورسلين المسامي بشكل وثيق بالتربة، ويتم ضبط مقياس الفراغ على الأرض. لقد تم تطوير استخدام أجهزة قياس التوتر لقياس محتوى الماء في التربة بشكل كبير. مزاياها هي:الهيكل والمبدأ بسيطان نسبيًا، ويمكن قياسهما عبر الإنترنت في الوقت الفعلي، ويمكن تحديد اتجاه التدفق وعمق تغلغل المياه في التربة، ولكن عيوبه أيضًا بارزة جدًا. يتأثر نطاق قياسه إلى حد كبير بنوعية التربة. 

بالنسبة للطين، نظرًا لتهويته الجيدة، حتى عندما يكون الضغط السلبي لرطوبة التربة أقل من 0-8Pa، يمكن استخدام مقياس التوتر لقياس محتوى رطوبة التربة. ما تقيسه هذه الطريقة هو امتصاص مياه التربة، والتي تحتاج إلى تحويلها إلى محتوى مائي في التربة وفقًا لمنحنى خصائص مياه التربة.نظرًا لأن العلاقة بين مياه التربة وطاقتها معقدة للغاية، وغير خطية، وتتأثر بسهولة بالعديد من الخواص الفيزيائية والكيميائية للتربة، حتى بالنسبة لنفس حقل التربة، فإن هذه العلاقة أيضًا معقدة للغاية، مما يجعل من الصعب للغاية وغير مريح استخدام التوتر لتقدير محتوى مياه التربة، مما يؤدي إلى أخطاء كبيرة. تعاني هذه الطريقة من التباطؤ والاسترجاع مما يؤثر على سرعة القياس.

كتالوج أجهزة الاستشعار الزراعية

كتالوج-الحساسات الزراعية- NiuBoL -2024.pdf