TDR土壤含水量传感器最适合

在考虑哪种土壤含水量传感器最适合任何应用时，很容易忽略一个显而易见的问题：测量的是什么？时域反射计（TDR传感器）与电容传感器技术对研究宽测量频谱（称为介电光谱）介电常数的研究人员来说是正确的问题。这些数据中包含重要信息，例如测量体积密度以及含水量和电导率的能力。如果这是所需的测量，目前只有一种技术可以做到：TDR。沿着导电棒向下移动的电脉冲的反射率包含很宽的频率范围。数字化后，这些频率可以通过快速傅立叶变换分离并分析以获取附加信息。
然而，大多数科学家的目标是简单地即时或随时间监测土壤含水量，并具有良好的准确性，这意味着可能不需要复杂且昂贵的TDR传感器系统。
 
两种技术背后的理论
电容传感器和TDR传感器技术通常组合在一起，因为它们都测量周围介质的介电常数。事实上，个人将两者混淆的情况并不少见，这表明给定的探头在实际使用电容传感器技术时测量基于TDR传感器技术的水含量。下面是对这两种技术之间差异的说明。
 
电容传感器技术通过测量电容器的充电时间来确定介质的介电常数，电容器使用该介质作为电介质。我们首先定义时间t之间的关系，它将电容器从起始电压Vi充电到电压Vf并施加电压Vf。 土壤探头不是平行板电容器，但无论板几何形状如何，公式3中所示的关系都是有效的。时域反射计（TDR传感器）通过测量电磁波沿着被介质包围的传输线传播所需的时间来确定介质的介电常数。渡越时间（吨）用于电磁脉冲行进的传输线和返回的长度相关的介电常数的介质，的ķ，通过下面的等式
 
因此，电磁波沿TDR传感器的传播时间只是传播时间平方和固定值(c/2L)的函数。由于c和L分别是常数和固定长度，因此与电容传感器相比，TDR传感器测量在理论上更不易受土壤和环境条件的影响。然而，当高盐度降低反射波形或温度改变终点时，TDR传感器输出的解释可能是一个相当大的误差源。
 
频率会影响准确度
必须向TDR传感器或电容传感器施加振荡电压，以测量介质中的反射或充电时间。振荡频率很重要，因为人们普遍认为低频(<10MHz)对盐度和温度的变化非常敏感。由于这两种技术对可能的输入频率没有限制，因此验证所使用的土壤湿度设备的频率很重要。
 
由欣仰邦制造传感器使用的高频率以最小化土壤盐度对读数的影响。然而，使用的频率比TDR低很多，通常为50到100MHz。电容探头的高频“看到”土壤中的所有水，同时足够高，可以避免旧电容探头中存在的土壤盐分引起的大部分误差。Ť他在电容传感器电路可以被设计成解决体积含水量非常小的变化，以至于，即NASA使用电容式传感器技术来测量在火星水含量。电容传感器的成本较低，因为它们不需要很多电路，每美元可以进行更多的测量。
 
与TDR传感器一样，电容传感器也很容易安装。测量插脚往往比TDR传感器短，因此插入孔中的难度较小。电容传感器的能量需求往往较低，并且可以在现场使用数年，由数据记录器中的小型电池组供电。
 
错误是由于安装方法不当造成的
总之，虽然测量背后的理论有些不同，但TDR传感器和电容传感器都测量介电常数以获得体积含水量。从历史的角度来看，TDR和电容都获得了广泛的接受，尽管由于极端的价格差异，一些人可能认为TDR比电容更有价值。一般而言，使用任何一种技术都可以获得合理的体积含水量测量值，测量误差通常更多是由于安装方法不当而不是技术本身的限制。
 
新工具防错传感器安装
新的欣仰邦钻孔安装工具通过防止土壤湿度传感器安装出错来降低数据的不确定性。观看视频以了解其工作原理。
由于其机械优势，该工具可在任何土壤类型（甚至硬粘土）中实现一致、完美的安装，同时最大限度地减少现场干扰。传感器直接垂直安装，压力均匀，然后轻轻释放，以防止空气间隙和优先流动。这意味着欣仰邦系列电容式土壤湿度传感器能够提供比市场上类似传感器更高的准确性和更少的不确定性。
 
提高精度的安装技巧
安装不当是土壤水分数据中最常见的错误来源，但有一些技术可以确保每次都能完美安装。传感器安装专家解释了为什么需要更智能的土壤湿度传感器安装以及如何实现。学好的土壤水分数据是什么样的，您的数据中如何显示各种安装问题（即气隙、传感器松动、土壤类型变化、深度交叉），如何确保准确安装，新的欣仰邦钻孔安装工具如何在提高一致性的同时减少气隙和现场干扰，其他科学家正在做什么以确保正确安装。