ECH2O土壤水分傳感器

    水是植物生長發(fā)育的生態(tài)因子之一，不僅是光合作用與有機(jī)物水解過程的作用物，也是礦質(zhì)元素在植物體內(nèi)運(yùn)行的主要溶劑和載體。另外，土壤水分是監(jiān)測土地退化的一個(gè)重要指標(biāo)，是氣候、水文、生態(tài)、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的主要參數(shù)，在地表與大氣界面的水分和能量交換中起重要作用。ECH2O傳感器是用來測量土壤水分的傳感器，使用新技術(shù)和耐用材料，可對土壤水分含量進(jìn)行長期準(zhǔn)確監(jiān)測，而且價(jià)格非常低廉。因此，可以進(jìn)行多樣地、不同土壤深度的水分含量長期連續(xù)測量。ECH2O 傳感器通過測量土壤的電介質(zhì)常數(shù)，來計(jì)算土壤體積含水量。它是此類傳感器中對土壤鹽度和溫度效應(yīng)敏感度相對較低的一種，而且耗電極少，從而更容易實(shí)現(xiàn)長期監(jiān)測。同時(shí)，的分辨率使之能夠精確測量每日甚至每小時(shí)的水分利用。另外，新的ECH2O TE傳感器除了監(jiān)測土壤水分之外，還能夠同時(shí)測量溫度和電導(dǎo)率，提供更多的土壤信息。

工作原理

         ECH2O傳感器是一種電介質(zhì)型傳感器，可將之置于測量介質(zhì)中，通過測量傳感器上電容的變化，從而測量該介質(zhì)的介電常數(shù)或電容率。還有一種電介質(zhì)型傳感器，是通過測量電磁脈沖經(jīng)過埋于介質(zhì)中的波導(dǎo)傳導(dǎo)所消耗的時(shí)間來測量該介質(zhì)的介電常數(shù)，該傳感器稱作為時(shí)域反射儀（TDR）。但因其價(jià)格十分昂貴且相當(dāng)復(fù)雜，大量使用受到限制。水的介電常數(shù)大約是80，土壤礦質(zhì)的大概為4，空氣為1。由于水的介電常數(shù)非常高，因此當(dāng)土壤中的水分含量變化時(shí)，土壤的介電常數(shù)也隨之發(fā)生相當(dāng)大的變化。任何可以準(zhǔn)確測量電容率的傳感器都可用來確定體積含水量。影響因素一般是溫度和鹽度。ECH2O傳感器電路可以把溫度變化的影響減小到至低。對于EC-10和EC-20來說，傳感器的覆蓋材料可在一定程度上降低鹽分的效應(yīng)。土壤質(zhì)地對于EC-10和EC-20的校準(zhǔn)影響與對于別的電容傳感器的影響程度是相同的。然而，EC-5和ECH2O TE傳感器的運(yùn)行頻率（70MHz）要大大高于EC-10和EC-20的頻率（5MHz），因此質(zhì)地和鹽度對這些傳感器的影響也被大大降低了.

主要優(yōu)點(diǎn)

  耐用材料制成，可長期埋設(shè)在樣地中，長期準(zhǔn)確地監(jiān)測土壤水分

  適于多種地理區(qū)域，測量不同深度

  系統(tǒng)價(jià)格和維護(hù)費(fèi)用都相當(dāng)便宜

  通過測量土壤介電常數(shù)確定容積水分含量

  對土壤中的溫度和鹽度影響的敏感度低

  耗電少，降低長期監(jiān)測的費(fèi)用

  的分辨率，可準(zhǔn)確監(jiān)測每天或每小時(shí)的水分

  可實(shí)現(xiàn)土壤水分、溫度和電導(dǎo)度的同步測量，提供關(guān)于土壤條件的更多信息