如何测量体积含水量(VWC)

体积含水量—定义要评估任何含水量传感器的性能，您首先需要了解其技术。为此，有必要了解如何测量体积含水量(VWC)。体积含水量是水的体积除以土壤的体积，它给出了土壤样品中水的百分比。因此，例如，如果一定体积的土壤由以下成分组成：50%的土壤矿物质、35%的水和15%的空气，那么该土壤的体积含水量为35%。可以使用重量法直接测量水的质量百分比(wm)，该方法包括从潮湿土壤的质量中减去烘干土壤的质量(md)（给出水的质量，mw）并除以由md。通过乘以土壤的干容重(⍴b)，可以将所得的重量含水量转换为体积含水量。
 
为什么电容技术有效
体积含水量也可以间接测量：意味着测量与VWC相关的参数，并使用校准将该量转换为VWC。所有METER土壤湿度传感器都使用一种称为电容技术的间接方法。简而言之，电容技术使用两个金属电极（探针或针）来测量它们之间的电荷存储能力（或表观介电常数）。电容传感器使用两个探头（一个带正电荷，一个带负电荷）形成电磁场。这使他们能够测量探针之间材料的电荷存储能力。说明了每种常见的土壤成分都具有不同的电荷存储能力。在土壤中，大多数这些成分的体积会随着时间的推移保持不变，但空气和水的体积会波动。由于空气几乎不存储电荷而水存储大量电荷，因此可以测量土壤电荷存储能力的变化并将其与土壤中的水量（或VWC）相关联。 今天的电容非常准确
1970年代首次使用电容技术测量土壤湿度时，科学家们很快意识到电磁场充电和放电的速度对成功至关重要。低频导致土壤盐分对读数产生较大影响。随着时间的推移，这种新的理解与电子速度的进步相结合，使原来的电容方法得以成功调整。现代电容传感器，例如METER传感器，使用高频(70MHz)来最大限度地减少土壤盐分对读数的影响。电容传感器中的电路可以设计为解决体积含水量的极小变化，以至于NASA使用的电容技术来测量火星上的含水量。电容式土壤湿度传感器易于安装并且往往具有低功率要求。它们可以在现场使用数年，由数据记录器中的小型电池组供电。物联网土壤湿度和EC土壤湿度传感器都使用同样值得信赖的高频(70MHz)电容技术，该技术已发表在数千篇同行评审论文中。显示了EC和物联网土壤湿度的校准数据。然而，新的物联网土壤湿度系列利用校准技术、安装工具和更好的原材料方面的进步来生产更耐用、更准确、更容易和更快速安装、更一致，并与强大、直观的近乎真实的传感器相关联的传感器。
 
以下是您将在新的物联网土壤湿度水含量传感器系列中看到的一些变化：最小的传感器间可变性：物联网土壤湿度11/传感器使用全新的校准程序，可最大限度地提高精度并最大限度地减少传感器间的可变性，同时保持传感器成本合理。因此，您可以确信您安装的每个传感器的读数都与下一个完全相同。影响体积大：物联网土壤湿度11/传感器提供一升影响体积（而大多数传感器通常为200毫升）。可靠、长寿命的传感器性能：改进的锋利、高质量不锈钢针可以轻松滑入甚至硬化的土壤中，耐用的环氧树脂填充意味着传感器在现场可持续使用长达10年。在物联网土壤湿度中，我们将温度传感器完美地放置在中间的针头内，因此针头坚固耐用，但对土壤温度变化极为敏感。减少安装错误：新的物联网土壤湿度钻孔安装工具可防止安装错误，并提供一致、完美的插入任何土壤类型（甚至硬粘土），同时最大限度地减少现场干扰。传感器完全垂直于侧壁安装，压力均匀，然后轻轻释放以防止出现气隙。验证标准：物联网土壤湿度传感器的可重复性可以通过精度验证标准进行检查。没有其他土壤湿度传感器具有这种能力。只需将验证夹滑到传感器上并将其插入记录器即可。如果读数在正确的范围内，则您的传感器可以正常使用。
无缝数据收集：为了轻松可靠地收集数据，将物联网土壤湿度传感器与新的ZL6相结合，所有数据都通过云近乎实时地交付。
为什么物联网土壤湿度获胜
我们创建了新的物联网土壤湿度传感器系列，以消除实现良好精度的障碍，例如安装不一致、传感器间可变性和传感器验证。物联网土壤湿度传感器使用同样可靠的EC技术，但超越EC系列以优化整个数据集的准确性。它们结合了一致、完美的安装、极其坚固的结构、最小的传感器间可变性、大量影响和先进的数据记录，以您可以承受的价格提供最佳的性能、准确性、易用性和可靠性买得起。土壤水分专家解释了为什么我们花了10年的时间来创建新的物联网土壤湿度传感器系列。