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土壤的水分含量、耕作特性等對農(nóng)作物的產(chǎn)量有很大的影響，所以在每年的春播、秋種時節(jié)要及時準(zhǔn)確地獲得土壤墑情，以便合理安排灌溉。土壤含水量是土壤墑情的重要指標(biāo)，要求對土壤濕度的準(zhǔn)確性、均勻性、波動性進行客觀的計量檢測，同時又有快速、方便、規(guī)范化等要求。土壤水分測量經(jīng)歷了一個漫長的發(fā)展過程: 傳統(tǒng)的人工測量不僅要耗費大量的人力、物力，而且時效性較差；各種機械式濕度記錄儀或巡檢儀體積龐大、精度低、響應(yīng)時間長，且容易出現(xiàn)故障采用高分子濕敏電容器或濕敏電阻器作為濕度傳感器，雖然提高了測量的精度，但是測量電路復(fù)雜，給應(yīng)用帶來了諸多不便。目前新的水分檢測原理研究和新型土壤水分傳感器設(shè)計取得了長足的進展，在此基礎(chǔ)上應(yīng)用現(xiàn)代電子、計算機和通信技術(shù)設(shè)計研制了各種高性 能的土壤水分檢測裝備。盡管固定式墑情監(jiān)測系統(tǒng)具有精度高、功能齊全、監(jiān)測面廣等優(yōu)勢，但其主要不足在于從固定點采集的墑情信息不能良好地反映耕地的正常使用狀況。而手持式土壤水分測量儀則克服了這一缺點，且性價比高，方便農(nóng)技、科研人員使用和推廣，具有廣泛的市場需求和廣闊的應(yīng)用前景。但是現(xiàn)有的便攜式土壤水分測量儀器大都具有以下特點測量數(shù)據(jù)先保存在存儲器或SD卡中，測量結(jié)束后將數(shù)據(jù)導(dǎo)入計算機進行后續(xù)處理，不僅易發(fā)生數(shù)據(jù)丟失，而且測量數(shù)據(jù)不能及時應(yīng)用；缺乏測量位置、實時時間等輔助信息的自動獲取，測量時由人工或其他設(shè)備記錄測量位置，根據(jù)人工或測量儀器時鐘獲得測量時間，容易引起數(shù)據(jù)錯亂和誤差，不利于與GIS系統(tǒng)自動結(jié)合；另外在傳感器選用、測量結(jié)果校正等方面也存在不足?；陬l域反射( FDR) 原理、采用GPS/GPRS/GSM技術(shù)、結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)的實驗校正方法，研制一種新型的便攜式土壤水分檢測儀。

頻域反射儀(FDR)法

FDR通過發(fā)射電磁脈沖，根據(jù)電磁波在土壤中傳播頻率 主要受土壤的含水量高低的影響，通過測定土壤含水量與土壤基質(zhì)的介電常數(shù)關(guān)系，終計算得出土壤含水量。被稱為介電傳感器的FDR探頭主要由平行排列的2根金屬棒或 網(wǎng)環(huán)形狀的金屬環(huán)對電極組成1個電容、中間作為電介質(zhì)的土壤及FDR自帶震蕩接收器組成1個調(diào)諧電路，通過儀器自身設(shè)計好的傳輸線將頻率信號傳輸?shù)浇殡妭鞲衅?，F(xiàn)DR通過 掃頻頻率來檢測振幅大時的共振頻率，而土壤含水量不 同，發(fā)生不同的共振頻率，通過振蕩器共振頻率土壤含水量呈非線性反比關(guān)系，終計算土壤含水量的大小。FDR法的優(yōu)點操作簡單、能夠?qū)崿F(xiàn)快速、自動化定點連續(xù)觀測，安全且兼顧測定量程寬，需要更少的校準(zhǔn)工作。

SWM 5000是一款用于自動監(jiān)控有效水灌溉的設(shè)備，可幫助節(jié)省資源、優(yōu)化產(chǎn)量，SWM 5000的測量原理是基于FDR（頻域反射）技術(shù)，可快速、準(zhǔn)確對土壤濕度進行測量。中心處理硬件采用堅固不銹鋼探針，可手動利用液壓或壓入土中。

測量探針位置

手動測量探針頂部(1個傳感器)

土壤等距分層 0-30, 30-60 和 60-90 cm處 (3個傳感器) 在灌溉時，深層的土壤持水力也可考慮進來。

土壤溫濕度測量儀速測儀產(chǎn)品應(yīng)用

SWM 5000土壤溫濕度測量儀可設(shè)計為緊湊套件，安裝在拖拉機上。拖拉機在田間移動時，同時推出滾筒噴水裝置，此時可測量土壤水分濕度。

SWM 5000可以通過駕駛室的智能手機App控制。另外，系統(tǒng)還可獨立使用（手持測量儀和測量探針），替換掉所有以前的土壤濕度測量系統(tǒng)。

評估和灌溉管理

在不同地點測量土壤濕度后，可通過App讀取讀數(shù)，獲取所需的灌溉量建議。樣品地有GPS標(biāo)示，可儲存特殊性能（地形圖、不均一地區(qū)等）。在計算區(qū)域特異性灌溉量時，要綜合考慮這些性質(zhì)。

該系統(tǒng)是滾筒灌溉系統(tǒng)的良好補充

灑水器拔出后，同時可測量土壤濕度。測量后，拖拉機司機可通過“SWM Companion"app來接收建議灌溉量。配有適當(dāng)?shù)谋媚K，灌溉指令通過發(fā)送到滾筒灑水器，灌溉自動進行，灌溉水自動調(diào)節(jié)到土壤區(qū)塊區(qū)域特異性所需水量狀態(tài)。

土壤溫濕度測量儀速測儀產(chǎn)品參數(shù)

主機參數(shù)

外殼：防噴濺、IP40

重量：330g(主機)

顯示：54×32mm；128×64Pixel

電池：9V電池    

測量循環(huán)：1min-24h可調(diào)

手機連接：通過Bluetooth4.2(2.4GHz)

尺寸：83×180×55mm

工作溫度：0-+40°C

輸入：5-pin DIN插口

測量時間：濕度和溫度：2s

數(shù)據(jù)內(nèi)存：約3440個測量值

手機操作：配有App“SWM Companion"(Android,iOS)

語言：德語、英語、俄語

土壤濕度測量參數(shù)

單位：Vol%

量程：0-99.9%

分辨率：0.1%

精度：±5%（測量值）

測量方法：FDR

校準(zhǔn)：通過軟件0%；水中100%

溫度測量參數(shù)

單位：°C

量程：0-+60°C

分辨率：0.1°C

精度：±0.5°C

測量方法：DC(內(nèi)置傳感器)

校準(zhǔn)：無需校準(zhǔn)

手工測量探針

帶把手不銹鋼管、測量附件

尺寸：長度1000mm；直徑20mm；標(biāo)示插入深度100mm

傳感器：1x溫度；1x土壤濕度；離插入插頭距離9cm