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土壤水分傳感器的工作原理
土壤濕度傳感器又名：土壤水分傳感器、土壤墑情傳感器、土壤含水量傳感器，主要用來測量土壤容積含水量。做土壤墑情監(jiān)測及農(nóng)業(yè)灌溉和林業(yè)防護(hù)目前常用到的土壤濕度傳感器有FDR型和TDR型，即頻域型和時(shí)域型。目前比較流行的是FDR型， FDR頻域反射儀是一種用于測量土壤水分的儀器，它具有簡便安全、快速準(zhǔn)確、定點(diǎn)連續(xù)、自動(dòng)化、寬量程、少標(biāo)定等優(yōu)點(diǎn)。
目前，國內(nèi)外有很多種土壤水分測定方法，進(jìn)而有不同的土壤水分傳感器。比如：時(shí)域反射法（TDR），石膏法，紅外遙感法，頻域反射法/頻域法（FDR/FD法），滴定法，電容法，電阻法，微波法，中子法，Karl Fischer法，Y射線法和核磁共振法等。下面我們介紹一下每種傳感器的工作原理。
一、TDR法水分傳感器：
TDR法是上世紀(jì)80年代發(fā)展起來的一種土壤水分測定方法，中文為時(shí)域反射儀。這種方法在國外應(yīng)用相當(dāng)普遍，國內(nèi)才剛開始引進(jìn)，各部門都相當(dāng)重視。TDR是一個(gè)類似于雷達(dá)系統(tǒng)的系統(tǒng)，有較強(qiáng)的獨(dú)立性，其結(jié)果與土壤類型、密度、溫度基本無關(guān)。而且還有很重要的一點(diǎn)就是，TDR能在結(jié)冰下測定土壤水分，這是其他方法*的。另外，TDR能同時(shí)監(jiān)測土壤水鹽含量，且前后兩次測量的結(jié)果幾乎沒有差別。這種測定方法的度可見一斑。
二、FDR和FD法水分傳感器：
因?yàn)門DR法設(shè)備昂貴，在80年代后期，許多公司（如AquaSPY，Sentek.Delta-T，Decagon）開始用比TDR更為簡單的方法來測量土壤的介電常數(shù)，F(xiàn)DR和FD法不僅比TDR便宜，而且測量時(shí)間更短，在經(jīng)過特定的土壤校準(zhǔn)之后，測量精度高，而且探頭的形狀不受限制，可以多深度同時(shí)測量，數(shù)據(jù)采集實(shí)現(xiàn)較容易。
三、電阻法水分傳感器：
電阻法利用石膏、尼龍、玻璃纖維等的電阻和它們的含水量有關(guān)。當(dāng)把這些中間物加上電極放置在潮濕的土壤中，然后一段時(shí)間后，這些東西的含水量達(dá)到平衡。由于電阻和含水量間的關(guān)系，我們先前標(biāo)定電阻和百分?jǐn)?shù)間一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，然后就可以通過這些組件，得到1~15大氣壓吸力范圍內(nèi)的水分讀數(shù)。
四、中子散射（neutron scattering）法水分傳感器：
中子法適合測定野外土壤水分。它根據(jù)氫在急劇減低快中子的速度并把它們散射開的原則，現(xiàn)在市面上已經(jīng)有測定土壤水分的中子水分計(jì)。中子水分計(jì)有很多方面的優(yōu)點(diǎn)，但是對(duì)有機(jī)質(zhì)土壤有相當(dāng)?shù)南拗?，而且它不適宜測定0-15cm的土壤水分含量。
五、Y射線法水分傳感器：
與中子儀類似，射線透射法利用放射源137Cs放射出個(gè)線，用探頭接收個(gè)射線透過土體后的能量，與土壤水分含量換算得到。