FDR er den spesifikke implementeringsmetoden for den mest vanlige kapasitive jordfuktighetsmålingsteknologien for tiden. Den måler indirekte og raskt jordens volumetriske vanninnhold ved å måle jordens dielektriske konstant (kapasitanseffekt). Prinsippet er å sende ut et elektromagnetisk bølgesignal med en spesifikk frekvens (vanligvis 70–150 MHz) inn i elektroden (sonden) som settes inn i jorden, og måle resonansfrekvensen eller impedansendringen bestemt av jordens dielektriske egenskaper, og dermed beregne dielektrisk konstant og fuktighetsinnhold.
Følgende er de detaljerte funksjonene til FDR-jordsensoren:
Kjernestyrker og fordeler
Målingen er rask, kontinuerlig og automatisert
Den kan oppnå kontinuerlig måling på andre nivå eller enda raskere, noe som gjør den svært egnet for scenarier som krever dataregistrering med høy tidsoppløsning, automatisert vanningskontroll og dynamisk prosessforskning.
Høy kostnadsytelse og enkel å popularisere
Sammenlignet med de mer presise og dyrere TDR-sensorene (Time Domain Reflectometry) er FDR-kretsdesignet og -produksjonen enklere, og kostnadene er betydelig redusert, noe som gjør den til et ideelt valg for storskala distribusjon innen felt som smart landbruk og landskapsarbeid.
Ekstremt lavt strømforbruk
Strømforbruket til målekretsen er svært lavt, og krever vanligvis bare strøm på milliamperenivå, noe som gjør den svært egnet for feltovervåkingsstasjoner og Internet of Things-systemer som drives av batterier og solcellepaneler over lengre tid.
Sonden er fleksibelt utformet og enkel å installere
Sondene finnes i forskjellige former (som stangtype, punkteringstype, flerdybdeprofiltype osv.), og trenger bare å settes inn i jorden. De forårsaker liten skade på jordstrukturen og er svært enkle å installere.
Den har god stabilitet og høy sikkerhet
Den inneholder ingen radioaktive stoffer (i motsetning til nøytronmålere), er trygg å bruke, og de elektroniske komponentene har stabil ytelse, noe som muliggjør langvarig drift.
Enkel å integrere og bygge nettverk
Den er naturlig kompatibel med den moderne tingenes internett-arkitekturen og kan enkelt integrere dataregistrering og trådløse overføringsmoduler for å bygge et storskala nettverk for jordfuktighetsovervåking.
Hovedbegrensninger og utfordringer
Målenøyaktigheten påvirkes av ulike jordegenskaper (kjernebegrensninger)
Jordtekstur og bulktetthet: Forholdet (kalibreringskurven) mellom dielektrisk konstant og vanninnhold varierer mellom jordtyper med ulikt innhold av leire, sand og organisk materiale. Generelle kalibreringsformler kan føre til feil.
Jordens elektriske ledningsevne (saltinnhold): Dette er en av de viktigste faktorene som påvirker nøyaktigheten til FDR. Ledende ioner i jordløsning kan forårsake tap av signalenergi, noe som fører til en oppblåst dielektrisk konstant og dermed overestimering av vanninnholdet. I salt-alkalisk jord kan denne feilen være svært betydelig.
Temperatur: Jordens dielektriske konstant påvirkes av temperaturen. High-end-modeller er utstyrt med innebygde temperatursensorer for kompensasjon, men dette kan ikke elimineres fullstendig.
Kontakt mellom sonden og jorden: Hvis det er et mellomrom eller kontakten ikke er fast under installasjonen, vil det forstyrre målingen alvorlig.
Kalibrering på stedet må utføres for å oppnå høy presisjon
Fabrikkalibrering er vanligvis basert på et standardmedium (som sand og jord). For å oppnå pålitelige absoluttverdier må kalibrering på stedet utføres i måljorden (det vil si ved å sammenligne med de målte verdiene fra tørkemetoden og etablere en lokal kalibreringsligning). Dette er et avgjørende trinn for å sikre kvaliteten på vitenskapelig forskning og presis datahåndtering, men det øker også brukskostnadene og den tekniske terskelen.
Måleområdet er lokal «punkt»-informasjon
Det følsomme området til en sensor er vanligvis begrenset til noen få kubikkcentimeter jordvolum rundt sonden. For å karakterisere den romlige variasjonen i store plott er det nødvendig å utføre en rimelig flerpunktsutforming.
Langsiktig stabilitet og drift
Etter langvarig nedgraving kan probemetallet føre til at måleegenskapene forskyves på grunn av elektrokjemisk korrosjon eller forurensning, og regelmessig inspeksjon og rekalibrering er nødvendig.
Foreslåtte aktuelle scenarier
Svært passende scenarier
Presisjonslandbruk og intelligent vanning: Overvåking av jordfuktighetsdynamikk, optimalisering av vanningsbeslutninger og oppnåelse av vannbesparelse og effektivitetsforbedring.
Økologisk og hydrologisk forskning: Langsiktig fastpunktsovervåking av endringer i jordfuktighetsprofil.
Vedlikehold av hager og golfbaner: Kjernesensorer i automatiserte vanningssystemer.
Overvåking av geologiske katastrofer: Brukes til tidlig varsling av vanninnhold i overvåking av skråningsstabilitet.
Scenarier der forsiktighet er nødvendig eller mottiltak bør iverksettes:
For saltholdig eller høykonduktiv jord: Modeller med saltkompensasjonsfunksjoner må velges, og streng kalibrering på stedet må utføres.
I situasjoner der det finnes juridiske eller forskningsmessige krav til absolutt nøyaktighet: Det er nødvendig å sammenligne og kalibrere med TDR- eller tørkemetoder, og regelmessige kontroller bør utføres.
Sammendrag
FDR-jordsensorer, med sin utmerkede kostnadsytelse, lave strømforbruk og brukervennlighet, har blitt den mest brukte teknologien for måling av jordfuktighet i moderne landbruk og miljøovervåking. De er i hovedsak en «effektiv speider på stedet».
Kjernefunksjonene kan oppsummeres som:
Fordeler: Rask, kontinuerlig, lav kostnad, lavt strømforbruk og enkel nettverkstilkobling.
Begrensninger: Nøyaktigheten påvirkes lett av jordens saltinnhold, tekstur og temperatur, og kalibrering på stedet er nødvendig for å sikre nøyaktighet.
Ved å forstå dens egenskaper riktig og håndtere feil gjennom vitenskapelig punktoppsett og nødvendig kalibrering, kan FDR-sensorer gi svært verdifull dynamisk informasjon om jordfuktighet og er viktige verktøy for presis vannressursforvaltning og utvikling av digitalt landbruk.
For mer informasjon om jordsensorer, vennligst kontakt Honde Technology Co., LTD.
WhatsApp: +86-15210548582
Email: info@hondetech.com
Selskapets nettside:www.hondetechco.com
Publiseringstid: 12. desember 2025