Kapasitiewe grondsensors is een van die mees algemene tegnieke in moderne grondvogmeting (gewoonlik behoort dit tot 'n tipe frekwensiedomeinreflektometrie (FDR)). Die kernbeginsel is om indirek die volumetriese voginhoud van die grond te verkry deur die diëlektriese konstante daarvan te meet. Aangesien die diëlektriese konstante van water (ongeveer 80) baie hoër is as dié van ander komponente in die grond (ongeveer 1 vir lug en ongeveer 3-5 vir grondmatriks), hang die algehele verandering in die diëlektriese konstante van die grond hoofsaaklik af van die voginhoud.
Die volgende is die hoofkenmerke daarvan:
I. Kernsterktes en voordele
1. Lae koste en maklik om te populariseer
In vergelyking met hoë-presisie tyddomein reflektometrie (TDR) sensors, het kapasitiewe sensors laer elektroniese komponente en vervaardigingskoste, wat hulle in staat stel om wyd toegepas te word in scenario's wat grootskaalse ontplooiing vereis, soos slim landbou en tuinbesproeiing.
2. Uiters lae kragverbruik
Kapasitiewe meetkringe self het baie lae kragverbruik en is hoogs geskik vir langtermyn veldmonitering en Internet van Dinge-toepassings wat deur batterye en sonpanele aangedryf word. Hulle kan maande of selfs jare lank aaneenlopend werk.
3. Dit kan vir 'n lang tyd voortdurend gemonitor word
In vergelyking met die droogmetode wat handmatige werking vereis, kan kapasitiewe sensors in die grond begrawe word om onbewaakte, deurlopende en outomatiese data-insameling uit te voer, en kan die dinamiese veranderingsproses van grondvog, soos die invloed van besproeiing, reënval en verdamping, vasvang.
4. Kompak in grootte en maklik om te installeer
Sensors word gewoonlik as probes ontwerp. Boor net 'n gat by die meetposisie en plaas die probe vertikaal in die grond, wat min skade aan die grondstruktuur veroorsaak.
5. Goeie stabiliteit en geen radioaktiwiteit nie
Anders as neutronmeters, behels kapasitiewe sensors geen radioaktiewe bronne nie, is veilig om te gebruik en benodig hulle geen spesiale toestemming of beskerming nie.
6. Integreerbaar en intelligent
Dit is baie maklik om met data-insamelaars en draadlose transmissiemodules (soos 4G/LoRa/NB-IoT) te integreer om 'n volledige grondvogmoniteringsnetwerk te vorm. Gebruikers kan die data intyds op afstand besigtig deur middel van mobiele telefoon- of rekenaarplatforms.
Ii. Beperkings en Uitdagings
Die akkuraatheid van die meting word deur verskeie faktore beïnvloed
Invloed van grondtekstuur: Die kalibrasiekurwes vir klei-, leem- en sandgrond verskil. Sensors word gewoonlik met standaard sand en grond gekalibreer wanneer hulle die fabriek verlaat. Direkte gebruik in gronde van verskillende teksture sal foute veroorsaak.
Invloed van grond se elektriese geleidingsvermoë (soutgehalte): Dit is een van die hoofbronne van foute vir kapasitiewe sensors. Soutione in die grond kan met elektromagnetiese velde inmeng, wat veroorsaak dat die gemete waardes hoër is. In versoute grond sal die meetnauwkeurigheid aansienlik afneem.
Grondverdigting en porositeit se invloed: Of die sonde in noue kontak met die grond is en of daar groot porieë of klippe in die grond is, sal alles die akkuraatheid van die meetresultate beïnvloed.
Temperatuurinvloed: Die diëlektriese konstante verander met temperatuur. Hoëgehalte-sensors het ingeboude temperatuursensors vir kompensasie, maar die kompensasie-effek is beperk.
2. Kalibrasie op die perseel is nodig
Om hoë-presisie meetresultate te verkry, veral in spesifieke grondtipes, is kalibrasie ter plaatse gewoonlik nodig. Dit wil sê, grondmonsters word versamel, die werklike voginhoud word gemeet deur die standaard droogmetode, en dan vergelyk met die sensorlesings om 'n gelokaliseerde kalibrasievergelyking te vestig. Dit is 'n belangrike stap om die akkuraatheid van die data te verseker, maar dit verhoog ook die gebruikskoste en tegniese drempel.
3. Die meetbereik is relatief lokaal
Die meetbereik van die sensor is beperk tot die eindige volume grond rondom die sonde (d.w.s. die "sensitiewe area" van die sensor). Hierdie area is gewoonlik baie klein (’n paar kubieke sentimeter), dus verteenwoordig die meetresultaat die inligting van ’n "punt". Om die grondvogtoestande van die hele veld te verstaan, moet verskeie punte opgestel word.
4. Langtermyn stabiliteit en drywing
Indien die metaal van die sonde vir 'n lang tyd in die grond begrawe word, kan dit verouder as gevolg van elektrolitiese korrosie of chemiese werking, wat veroorsaak dat die meetwaardes afwyk. Gereelde inspeksie en herkalibrasie is nodig.
III. Toepaslike scenario's en seleksievoorstelle
Baie geskikte scenario's
Slim landbou en Presisiebesproeiing: Monitering van grondvogdinamika, leiding oor wanneer om te besproei en hoeveel water om te besproei, die bereiking van waterbesparing en verhoogde produksie.
Landskapvergroening en gholfbaanonderhoud: Kernsensors van outomatiese besproeiingstelsels.
Wetenskaplike navorsing: Navorsing in velde soos ekologie, hidrologie en meteorologie wat langtermyn- en deurlopende monitering van grondvog vereis.
Vroeë waarskuwing vir geologiese rampe: Monitor grondvog op hellings en padbeddings om te waarsku teen grondverskuiwingsrisiko's.
Scenario's wat versigtige gebruik vereis:
In gebiede met grond met 'n hoë soutgehalte en 'n hoë alkali-inhoud: Tensy spesiaal ontwerpte en gekalibreerde modelle gebruik word, is die betroubaarheid van die data laag.
In metrologiese sertifiseringscenario's met uiters hoë vereistes vir absolute akkuraatheid: Op hierdie tydstip mag dit nodig wees om duurder TDR-sensors te oorweeg of die droogmetode direk te gebruik.
Eenvoudig gestel, kapasitiewe grondsensors is 'n "koste-effektiewe" opsie. Alhoewel dit dalk nie absolute presiese waardes op laboratoriumvlak verskaf nie, kan dit die relatiewe veranderingstendens en patroon van grondvog van droog na nat baie goed weerspieël. Vir die oorgrote meerderheid van produksie- en bestuursbesluite het dit reeds groot waarde. Om die eienskappe daarvan korrek te verstaan en goeie kalibrasiewerk te doen, is die sleutels tot goeie gebruik daarvan.
Vir meer inligting oor grondsensors, kontak asseblief Honde Technology Co., LTD.
WhatsApp: +86-15210548582
Email: info@hondetech.com
Maatskappy webwerf:www.hondetechco.com
Plasingstyd: 1 Desember 2025