Kapacitive jordsensorer er en af de mest almindelige teknikker inden for moderne jordfugtighedsmåling (normalt tilhørende en type frekvensdomænereflektometri (FDR)). Kerneprincippet er indirekte at bestemme jordens volumetriske fugtighedsindhold ved at måle dens dielektriske konstant. Da vands dielektriske konstant (ca. 80) er meget højere end for andre komponenter i jorden (ca. 1 for luft og ca. 3-5 for jordmatrix), afhænger den samlede ændring i jordens dielektriske konstant hovedsageligt af fugtighedsindholdet.
Følgende er dens hovedtræk:
I. Kernestyrker og fordele
1. Lav pris og nem at popularisere
Sammenlignet med højpræcisions-TDR-sensorer (tidsdomænereflektometri) har kapacitive sensorer lavere elektroniske komponenter og produktionsomkostninger, hvilket gør dem i stand til at blive bredt anvendt i scenarier, der kræver storstilet implementering, såsom intelligent landbrug og havevanding.
2. Ekstremt lavt strømforbrug
Kapacitive målekredsløb har i sig selv et meget lavt strømforbrug og er yderst velegnede til langtidsovervågning i felten og Internet of Things-applikationer, der drives af batterier og solpaneler. De kan fungere kontinuerligt i måneder eller endda år.
3. Det kan overvåges kontinuerligt i lang tid
Sammenlignet med tørremetoden, der kræver manuel betjening, kan kapacitive sensorer begraves i jorden for at udføre uovervåget, kontinuerlig og automatisk dataindsamling og kan registrere den dynamiske ændringsproces i jordfugtigheden, såsom indflydelsen fra kunstvanding, nedbør og fordampning.
4. Kompakt i størrelse og nem at installere
Sensorer er normalt designet som sonder. Bor blot et hul på målestedet og indsæt sonden lodret i jorden, hvilket forårsager minimal skade på jordstrukturen.
5. God stabilitet og ingen radioaktivitet
I modsætning til neutronmålere involverer kapacitive sensorer ingen radioaktive kilder, er sikre at bruge og kræver ikke særlig tilladelse eller beskyttelse.
6. Integrerbar og intelligent
Det er meget nemt at integrere med dataindsamlere og trådløse transmissionsmoduler (såsom 4G/LoRa/NB-IoT) for at danne et komplet netværk til overvågning af jordfugtighed. Brugere kan se dataene i realtid via mobiltelefoner eller computerplatforme.
Ii. Begrænsninger og udfordringer
Målenøjagtigheden påvirkes af flere faktorer
Jordens teksturpåvirkning: Kalibreringskurverne for ler-, lerjord og sandjord er forskellige. Sensorer kalibreres normalt med standardsand og -jord, når de forlader fabrikken. Direkte brug i jord med forskellig tekstur vil forårsage fejl.
Indflydelse af jordens elektriske ledningsevne (saltindhold): Dette er en af de primære fejlkilder for kapacitive sensorer. Saltioner i jorden kan forstyrre elektromagnetiske felter, hvilket får de målte værdier til at være højere. I saltholdig jord vil målenøjagtigheden falde betydeligt.
Jordkomprimering og porøsitetsindflydelse: Om sonden er i tæt kontakt med jorden, og om der er store porer eller sten i jorden, vil alt sammen påvirke nøjagtigheden af måleresultaterne.
Temperaturindflydelse: Den dielektriske konstant ændrer sig med temperaturen. Sensorer af høj kvalitet har indbyggede temperatursensorer til kompensation, men kompensationseffekten er begrænset.
2. Kalibrering på stedet er påkrævet
For at opnå måleresultater med høj præcision, især i specifikke jordtyper, kræves der normalt kalibrering på stedet. Det vil sige, at jordprøver indsamles, det faktiske fugtindhold måles ved hjælp af standardtørringsmetode og derefter sammenlignes med sensoraflæsningerne for at etablere en lokaliseret kalibreringsligning. Dette er et afgørende trin for at sikre nøjagtigheden af dataene, men det øger også brugsomkostningerne og den tekniske tærskel.
3. Måleområdet er relativt lokalt
Sensorens måleområde er begrænset til det endelige jordvolumen omkring sonden (dvs. sensorens "følsomme område"). Dette område er normalt meget lille (et par kubikcentimeter), så måleresultatet repræsenterer informationen om et "punkt". For at forstå jordens fugtighedsforhold på hele marken skal der oprettes flere punkter.
4. Langsigtet stabilitet og drift
Hvis sonden begraves i jorden i længere tid, kan dens metal ældes på grund af elektrolytisk korrosion eller kemisk påvirkning, hvilket kan forårsage afvigelser i måleværdierne. Regelmæssig inspektion og rekalibrering er påkrævet.
III. Gældende scenarier og forslag til udvælgelse
Meget passende scenarier
Smart landbrug og præcisionsvanding: Overvågning af jordens fugtighedsdynamik, vejledning i hvornår og hvor meget vand der skal vandes, opnåelse af vandbesparelse og øget produktion.
Grønning af landskaber og vedligeholdelse af golfbaner: Kernesensorer i automatiserede vandingssystemer.
Videnskabelig forskning: Forskning inden for områder som økologi, hydrologi og meteorologi, der kræver langsigtet og kontinuerlig overvågning af jordfugtighed.
Tidlig varsling af geologiske katastrofer: Overvåg jordfugtigheden på skråninger og vejbunde for at advare om risiko for jordskred.
Scenarier, der kræver forsigtig brug:
I områder med jord med højt saltindhold og højt alkaliindhold: Medmindre der anvendes specielt designede og kalibrerede modeller, er dataenes pålidelighed lav.
I metrologiske certificeringsscenarier med ekstremt høje krav til absolut nøjagtighed: På nuværende tidspunkt kan det være nødvendigt at overveje dyrere TDR-sensorer eller bruge tørremetoden direkte.
Kort sagt er kapacitive jordsensorer en "omkostningseffektiv" løsning. Selvom de måske ikke giver absolut præcise værdier på laboratorieniveau, kan de meget vel afspejle den relative ændringstendens og mønster for jordfugtighed fra tør til våd. For langt de fleste produktions- og forvaltningsbeslutninger har dette allerede stor værdi. Korrekt forståelse af dens egenskaber og et godt stykke arbejde med kalibrering er nøglen til at bruge den godt.
For yderligere information om jordsensorer, kontakt venligst Honde Technology Co., LTD.
WhatsApp: +86-15210548582
Email: info@hondetech.com
Virksomhedens hjemmeside:www.hondetechco.com
Udsendelsestidspunkt: 1. dec. 2025