L'FDR és el mètode d'implementació específic de la tecnologia de mesurament capacitiu de la humitat del sòl més popular actualment. Adquireix indirectament i ràpidament el contingut volumètric d'aigua del sòl mesurant la constant dielèctrica (efecte capacitiu) del sòl. El principi és emetre un senyal d'ona electromagnètica d'una freqüència específica (normalment 70-150 MHz) a l'elèctrode (sonda) inserit al sòl i mesurar la freqüència ressonant o el canvi d'impedància determinat per les propietats dielèctriques del sòl, calculant així la constant dielèctrica i el contingut d'humitat.
Les següents són les característiques detallades del sensor de sòl FDR:
Punts forts i avantatges principals
La mesura és ràpida, contínua i automatitzada
Pot aconseguir mesures contínues a segon nivell o fins i tot més ràpid, cosa que el fa molt adequat per a escenaris que requereixen registre de dades d'alta resolució temporal, control automatitzat del reg i investigació de processos dinàmics.
Rendiment d'alt cost i fàcil de popularitzar
En comparació amb els sensors TDR (Reflectometria del Domini del Temps) més precisos i cars, el disseny i la fabricació del circuit FDR són més senzills i el cost es redueix significativament, cosa que el converteix en una opció ideal per al desplegament a gran escala en camps com l'agricultura intel·ligent i el paisatgisme.
Consum d'energia extremadament baix
El consum d'energia del circuit de mesura és molt baix, normalment només requereix un corrent de mil·liamperes, cosa que el fa molt adequat per a estacions de monitorització de camp i sistemes d'Internet de les Coses que funcionen amb bateries i panells solars durant molt de temps.
La sonda té un disseny flexible i és fàcil d'instal·lar
Les sondes tenen diverses formes (com ara de tipus vareta, de punció, de perfil multiprofunditat, etc.) i només cal inserir-les al sòl. Causen pocs danys a l'estructura del sòl i són molt fàcils d'instal·lar.
Té bona estabilitat i alta seguretat
No conté substàncies radioactives (a diferència dels mesuradors de neutrons), és segur d'utilitzar i els seus components electrònics tenen un rendiment estable, cosa que permet un funcionament a llarg termini.
Fàcil d'integrar i de connectar en xarxa
És naturalment compatible amb l'arquitectura moderna de l'Internet de les Coses i pot integrar fàcilment mòduls de registre de dades i transmissió sense fil per construir una xarxa de monitorització de la humitat del sòl a gran escala.
Principals limitacions i reptes
La precisió de la mesura es veu afectada per diverses característiques del sòl (limitacions del nucli)
Textura del sòl i densitat aparent: La relació (corba de calibratge) entre la constant dielèctrica i el contingut d'aigua varia entre sòls amb diferents continguts d'argila, sorra i matèria orgànica. Les fórmules de calibratge generals poden provocar errors.
Conductivitat elèctrica del sòl (salinitat): aquest és un dels factors més importants que afecten la precisió de la FDR. Els ions conductors en la solució del sòl poden causar pèrdua d'energia del senyal, cosa que porta a un valor de mesurament de la constant dielèctrica inflat i, per tant, a sobreestimar el contingut d'aigua. En terrenys salins i alcalins, aquest error pot ser molt significatiu.
Temperatura: La constant dielèctrica del sòl es veu afectada per la temperatura. Els models d'alta gamma estan equipats amb sensors de temperatura integrats per compensar-los, però això no es pot eliminar completament.
Contacte entre la sonda i el sòl: Si queda un espai o el contacte no és ferm durant la instal·lació, interferirà seriosament amb la mesura.
Cal dur a terme una calibració in situ per aconseguir una alta precisió
El calibratge de fàbrica sol basar-se en algun medi estàndard (com ara sorra i sòl). Per obtenir valors absoluts fiables, s'ha de dur a terme un calibratge in situ al sòl objectiu (és a dir, comparant-los amb els valors mesurats del mètode d'assecat i establint una equació de calibratge local). Aquest és un pas crucial per garantir la qualitat de la investigació científica i una gestió precisa de les dades, però també augmenta el cost d'ús i el llindar tècnic.
El rang de mesura és informació local de "punt"
L'àrea sensible d'un sensor normalment es limita a uns pocs centímetres cúbics de volum de sòl al voltant de la sonda. Per caracteritzar la variabilitat espacial de parcel·les grans, cal dur a terme un disseny multipunt raonable.
Estabilitat i deriva a llarg termini
Després d'un enterrament a llarg termini, el metall de la sonda pot fer que les característiques de mesurament es desviïn a causa de la corrosió o contaminació electroquímica, i cal una inspecció i una recalibratge regulars.
Escenaris aplicables suggerits
Escenaris molt adequats
Agricultura de precisió i reg intel·ligent: monitorització de la dinàmica de la humitat del sòl, optimització de les decisions de reg i millora de la conservació i l'eficiència de l'aigua.
Recerca ecològica i hidrològica: Monitorització a llarg termini de punts fixos dels canvis en el perfil d'humitat del sòl.
Manteniment de jardins i camps de golf: sensors bàsics de sistemes de reg automatitzats.
Monitorització de desastres geològics: s'utilitza per a l'alerta primerenca del contingut d'aigua en la monitorització de l'estabilitat dels vessants.
Escenaris en què cal precaució o prendre contramesures:
Per a sòls salinitzats o d'alta conductivitat: s'han de seleccionar models amb funcions de compensació de salinitat i s'ha de dur a terme una calibració estricta in situ.
En situacions on hi ha requisits legals o de nivell de recerca per a una precisió absoluta: cal comparar i calibrar amb mètodes TDR o d'assecat, i s'han de dur a terme comprovacions periòdiques.
Resum
Els sensors de sòl FDR, amb el seu excel·lent rendiment econòmic, baix consum d'energia i facilitat d'ús, s'han convertit en la tecnologia de mesura de la humitat del sòl més utilitzada en l'agricultura moderna i la monitorització ambiental. Essencialment, és un "explorador in situ eficient".
Les característiques principals es poden resumir com:
Avantatges: Ràpid, continu, baix cost, baix consum d'energia i fàcil de connectar en xarxa.
Limitacions: La precisió es veu fàcilment afectada per la salinitat, la textura i la temperatura del sòl, i cal una calibració in situ per garantir-ne la precisió.
En comprendre correctament les seves característiques i gestionar els seus errors mitjançant el disseny científic de punts i la calibració necessària, els sensors FDR poden proporcionar informació dinàmica molt valuosa sobre la humitat del sòl i són eines clau per a una gestió precisa dels recursos hídrics i el desenvolupament de l'agricultura digital.
Per obtenir més informació sobre sensors de sòl, poseu-vos en contacte amb Honde Technology Co., LTD.
WhatsApp: +86-15210548582
Email: info@hondetech.com
Lloc web de l'empresa:www.hondetechco.com
Data de publicació: 12 de desembre de 2025