Nguyên lý cảm biến độ ẩm đất

Cảm biến đo độ ẩm đất (soil moisture sensor) thường được sử dụng để đo độ ẩm đất (hàm lượng thể tích nước trong đất). Có 02 phương pháp đo phổ biến để chế tạo cảm biến là theo miền tần số FDR(frequency domain reflectometer) và theo miền thời gian TDR ( Time Domain Reflectometry). Trong đó, cảm biến FDR được sử dụng rộng rãi hơn. Ưu điểm của nó là đơn giản, an toàn, nhanh chóng và chính xác, dải đo rộng và ít phải hiệu chỉnh.

Ngoài ra, một số phương pháp đo khác cũng có thể được sử dụng: Plaster, Infrared Remote Sensing, Titration, Capacitance, Resistance, Microwave, Neutron, Karl Fischer, Y-ray và nuclear magnetic resonance.

Phương pháp đo TDR

TDR được phát triển từ những năm 1980 tại Trung Quốc. TDR tương tự với hệ thống radar, có tính độc lập cao. TDR không phụ thuộc vào loại đất, mật độ và nhiệt độ. Một ưu điểm quan trọng của TDR là khả năng đo được độ ẩm đất trong điều kiện băng giá. Ngoài ra, TDR có thể theo dõi hàm lượng nước và muối trong đất cùng một lúc, và hầu như không có sự khác biệt giữa kết quả của hai phép đo.

Phương pháp đo FDR/FD

Bởi vì phương pháp TDR là khá đắt, một số nhà sản xuất (AquaSPY, Sentek.Delta-T, Decagon) đã sử dụng phương pháp đơn giản hơn để đo hằng số điện môi của đất. Ngoài rẻ hơn TDR thì FDR cung cho kết quả đo nhanh hơn. Sau khi hiệu chuẩn, độ chính xác của phép đo cũng khá cao. Với FDR, hình dạng đầu dò cũng không bị phụ thuộc. Nó cũng có khả năng cắm ở nhiều độ sâu khác nhau, thuận tiện cho lắp đặt.

Phương pháp đo điện trở (resistance)

Khi điện cực được đặt dưới đất ẩm, sẽ tồn tại một mối quan hệ giữa độ ẩm và điện trở. Tỉ lệ này sẽ được hiệu chỉnh trước bởi nhà sản xuất.

Phương pháp neutron scattering

Phương pháp neutron (nơ tron) thích hợp để đo độ ẩm của đất tại hiện trường (offline). Nó dựa trên nguyên tắc rằng hydro làm giảm đáng kể tốc độ của các neutron nhanh và phân tán chúng đi. Nó có nhiều ưu điểm, nhưng nó hạn chế đáng kể đối với đất hữu cơ. Nó cũng không thích hợp để đo độ ẩm đất từ 0-15 cm.

Phương pháp Y-ray

Tương tự như phương pháp nơtron, nó sử dụng nguồn phóng xạ 137Cs để phát ra một đường thẳng. Đầu dò nhận năng lượng của tia này qua đất và được sử dụng để tính toán độ ẩm.

Trên thị trường hiện nay, có cung cấp cả giải pháp đo độ ẩm đất online hoặc đo offline. Các bạn có thể tìm hiểu thêm một số hãng cảm biến như Rikka , Vernier,…

Theo rikkasensor.com