土壤水分分析仪的原理和特点 _水分

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重量含水量通过取土烘干法测量得到，下面我们一起来看看土壤水分测定仪原理及特点。

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土壤水分分析仪的原理和特点
原则
目前，国内外测量土壤水分的方法很多，进而出现了不同的土壤水分传感器。例如:TDR、石膏、红外遥感、FDR/FD、滴定、电容、电阻、微波、中子、KarlFischer、γ射线、核磁共振。
TDR湿度传感器
TDR法是20世纪80年代发展起来的一种土壤水分测量方法，中国称之为时域反射仪。这种方法在国外应用比较广泛，但在国内刚刚引入，各部门都非常重视。TDR是一个类似雷达系统的系统，独立性很强，其结果与土壤类型、密度、温度基本无关。更重要的是，TDR可以测量冻结状态下的土壤水分，这是其他方法无法比拟的。此外，TDR可以同时监测土壤水盐含量，两种测量方法几乎没有区别。这种方法的准确性可见一斑。
基于有限差分法和有限差分法的水分传感器
由于TDR方法价格昂贵，20世纪80年代末，许多公司(如AquaSPY、Sentek 。Delta-T，Decagon)开始使用比TDR更简单的方法来测量土壤的介电常数。FDR和FD方法不仅比TDR便宜，而且测量时间更短。经过特定土壤标定，测量精度高，探头形状不受限制。可以在多个深度同时测量，通过数据采集实现。

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电阻湿度传感器
电阻法利用石膏、尼龙、玻璃纤维等的电阻。与它们的含水量有关。当这些中间体被放置在带有电极的湿土中时，这些东西的含水量在一段时间后达到平衡。由于阻力与含水量的关系，我们之前标定了阻力与百分比的一定对应关系，然后通过这些分量就可以得到1~15 ATM吸力范围内的水读数。
基于中子散射法的水分传感器
中子法适用于野外土壤水分测量。根据氢急剧降低快中子的速度并将其散射的原理，现在市场上有一种测量土壤水分的中子水分仪。中子水分仪有很多优点，但对有机土壤有相当大的局限性，不适合测量0-15cm的土壤含水量。
γ射线湿度传感器
与中子仪类似，γ射线透射法利用放射源137Cs发射γ射线，利用探头接收穿过土壤的γ射线能量，随土壤含水量转换。
使用
土壤水是植物(水培植物除外)吸收水分的主要来源。土壤含水量的状态和变化是植物生长的主要决定因素，影响着人类的食品安全和生态环境。因此，地球的土壤和水是人类乃至所有生命的基础。通过土壤湿度传感器测量土壤中的含水量是众所周知的，其目的如下:

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【土壤水分分析仪的原理和特点】为科学灌溉提供决策支持
目前，农业用水占全球淡水资源消耗量的92% 。我国农业灌溉用水全国平均利用率仅为45%(参考百度百科“灌溉用水利用系数”)，55%的水因过度灌溉而浪费，如植物根部以下大量渗漏入渗、地表径流流失、输水渠道渗漏等。在土壤中储存的45%的水分中，由于盲目灌溉、不按需灌溉、水肥一体化不足等原因，大量水分无法被作物有效利用。
利用土壤水分传感器可以动态跟踪和掌握作物根系在土壤层中的具体深度位置以及作物根系对水分的动态吸收和消耗；利用土壤水分传感器记录并生成的土壤水分图，可以直观、定量地显示不同土层含水量随时间的变化，进而确定农田灌溉中灌溉深度、灌溉量、灌溉开始时间、灌溉持续时间、灌溉量上限和土壤含水量下限等关键因素。
科学的灌溉决策使作物生活在作物真正感到舒适的土壤环境中，对提高作物产量大有裨益。
另一方面，人们并不总是希望为了增加产量而控制作物生活在舒适的环境中，人们也会考虑农产品的质量因素。例如，适当的土壤湿度会使葡萄产量高，但葡萄可能不是很甜。在法国、西班牙、美国等优质葡萄酒产区，在葡萄生长后期，使用土壤水分传感器的目的是监测土壤含水量，保持土壤含水量相对较低。
为政府部门提供数据支持和政策依据
土壤水分传感器监测到的土壤水分和土壤温度数据是农业、水利、气象、土地等政府部门开展相关政府活动、制定和实施相关政策的依据，也是政府为人民提供的基本公共服务之一。比如，近年来，各地政府积极推出的惠农政务信息服务平台，为当地群众提供了大量的春秋收土壤水分数据和指南，土壤水分传感器就是这些数据的基本来源之一。