Sensor tubular multicamadas para umidade e temperatura do solo

O Sensor tubular multicamadas de umidade e temperatura do solo JW-TRSQ(LC3) É projetado para monitoramento contínuo do perfil do solo em múltiplas profundidades. Ele mede a umidade volumétrica e a temperatura do solo através de um tubo de PVC selado e transmite os dados de cada camada através de RS485 Modbus RTU.

As configurações padrão incluem Monitoramento do solo em 3, 4 e 5 camadas, embora seja possível fornecer profundidades de medição personalizadas de acordo com a profundidade das raízes da cultura, o método de irrigação e os requisitos do projeto.

O sensor tubular é adequado para irrigação inteligente, agricultura em campo aberto, estufas, pomares, pastagens, monitoramento de secas, pesquisa agrícola e projetos de conservação de água. Sua estrutura selada com classificação IP68 permite a instalação vertical subterrânea de longo prazo sem expor os eletrodos metálicos de detecção diretamente ao solo.

Explore mais Sensores de solo para monitoramento agrícola e ambiental ou Entre em contato com a JW-IoT para seleção de camadas e profundidade.

O que é um sensor de umidade do solo multicamadas?

Um sensor de umidade do solo multicamadas mede as condições do solo em várias profundidades com uma sonda instalada verticalmente.

Um sensor convencional de ponto único fornece dados de uma profundidade local. Um sensor tubular multicamadas coleta leituras separadas de diferentes seções do perfil do solo, ajudando os usuários a observar como a água de irrigação se move para baixo através da zona radicular.

Por exemplo, um sensor de múltiplas profundidades pode ajudar a identificar se:

• A água permanece apenas perto da superfície do solo.
• A irrigação atingiu a zona radicular ativa da cultura.
• A água está se movendo abaixo das raízes principais.
• Uma camada mais profunda permanece seca.
• A irrigação excessiva pode estar causando percolação profunda.
• A temperatura do solo varia entre as camadas superficiais e mais profundas.

Esses dados de perfil fornecem aos gestores de irrigação um contexto mais amplo do que uma simples leitura de umidade.

Por que monitorar a umidade do solo em diferentes profundidades?

A água no solo não se distribui uniformemente ao longo do perfil. A precipitação, o volume de irrigação, a textura do solo, a drenagem, a evaporação e a absorção pelas culturas influenciam a umidade em cada profundidade.

Um sensor superficial pode responder rapidamente após a irrigação, mas não consegue confirmar se a água atingiu raízes mais profundas. Um sensor profundo pode permanecer úmido mesmo quando a zona radicular superior está secando.

O monitoramento em múltiplas camadas ajuda os usuários a compreender três processos importantes:

Infiltração de água

A comparação das leituras em diferentes profundidades mostra a rapidez com que a água se move para baixo após a irrigação ou a chuva.

Disponibilidade de água na zona radicular

As medições podem ser alinhadas com as zonas radiculares primárias e secundárias da cultura, ajudando os usuários a avaliar se a água disponível está localizada onde as plantas podem utilizá-la.

Risco de drenagem profunda

Se a camada mais profunda da água ficar úmida logo após cada irrigação, isso pode indicar que a água aplicada está se infiltrando abaixo da zona radicular efetiva. Nesse caso, a duração ou o volume da irrigação devem ser revistos.

Os dados dos sensores devem ser interpretados em conjunto com o tipo de cultura, o estágio de crescimento, as características do solo, as condições meteorológicas e o desempenho do sistema de irrigação.

Como funciona o sensor tubular de perfil de solo?

O JW-TRSQ(LC3) utiliza tecnologia de sensoriamento dielétrico de alta frequência para detectar mudanças no solo circundante.

O sinal de medição opera próximo a 1 GHz e penetra na caixa de PVC selada. Como os componentes de detecção não necessitam de eletrodos expostos em contato direto com o solo, a estrutura ajuda a reduzir a corrosão e a contaminação direta por fertilizantes ou resíduos de irrigação.

Cada camada sensora mede a área do solo cilíndrico circundante. O sensor converte a medição em valores digitais e transmite os dados através do protocolo RS485 Modbus RTU.

Um fluxo de dados típico é:

Sensor de solo multicamadas → Registrador de dados RS485 ou RTU → Gateway 4G, LoRaWAN ou Ethernet → Plataforma em nuvem

O método de comunicação sem fio é fornecido pelo registrador de dados, RTU ou gateway conectado, em vez de diretamente pelo sensor tubular.

A JW-IoT pode integrar o sensor em sistemas mais amplos. soluções de IoT para agricultura inteligente envolvendo monitoramento do solo, clima, irrigação e nuvens.

Parâmetros medidos

Umidade do solo

O sensor mede a umidade volumétrica do solo de 0 a 100% Vol. Valores de camada separados ajudam os usuários a avaliar a distribuição da umidade ao longo do perfil do solo monitorado.

Temperatura do solo

A temperatura do solo é medida nas camadas de monitoramento configuradas. As informações de temperatura podem auxiliar na análise do crescimento das culturas, na interpretação da irrigação, em estudos de geada e em pesquisas sobre o solo.

Tendências do Perfil do Solo

Embora o sensor não meça fisicamente o fluxo de água, a sequência temporal dos valores de umidade em diferentes profundidades pode ajudar os usuários a analisar as tendências de infiltração, retenção, absorção de água e drenagem.

Especificações técnicas

A estrutura, o comprimento e a posição das camadas devem ser confirmados de acordo com a configuração selecionada antes de fazer o pedido.

3, 4 ou 5 camadas: como selecionar

O número e a posição das camadas de medição devem ser baseados no perfil radicular da cultura e na finalidade do monitoramento.

Sensor de 3 camadas

Uma versão de 3 camadas pode ser adequada quando o projeto precisa comparar a umidade nas zonas radiculares superficial, intermediária e profunda com uma estrutura de dados relativamente simples.

Os usos típicos incluem:

• Hortas
• Estufas
• Culturas de raízes superficiais
• Avaliação básica de irrigação
• estações de monitoramento de demonstração

Sensor de 4 camadas

Uma configuração de 4 camadas fornece detalhes adicionais para observar o movimento da água em perfis de solo de profundidade média.

Pode ser adequado para:

• Culturas de grãos
• Pomares com raízes em desenvolvimento
• Parcelas de pesquisa
• Estudos de uniformidade de irrigação
• Monitoramento do balanço hídrico do solo

Sensor de 5 camadas

Uma versão de 5 camadas oferece um perfil de umidade vertical mais detalhado e pode ser selecionada para sistemas radiculares mais profundos, monitoramento de longa duração ou projetos de pesquisa.

Aplicações típicas incluem:

• Pomares maduros
• Vinhedos
• Culturas de raízes profundas
• Pastagens e campos
• Monitoramento da seca
• Pesquisa em hidrologia e solos

Estes exemplos são orientações gerais e não regras fixas de instalação. A profundidade da camada final deve ser selecionada de acordo com a espécie cultivada, o perfil do solo, o método de irrigação e os objetivos do projeto.

O JW-IoT pode fornecer posições de detecção personalizadas quando a configuração padrão da camada não corresponde às profundidades necessárias da zona radicular.

Sensor multicamadas versus sonda de solo de ponto único

Um sensor de perfil tubular é preferível quando o objetivo é compreender o movimento vertical da água em um local representativo.

Sensores pontuais independentes podem ser preferíveis quando o objetivo é comparar várias localizações horizontais ou quando a umidade, a condutividade elétrica e a temperatura precisam ser medidas em cada ponto individual.

Para projetos que exigem condutividade elétrica do solo, além de umidade e temperatura, consulte o Sonda de umidade do solo, condutividade elétrica e temperatura para agricultura de precisão..

Saída e integração Modbus RS485

O sensor utiliza uma interface RS485 com protocolo Modbus RTU. Ele pode ser conectado a:

• Registradores de dados agrícolas
• Unidades de telemetria remota
• PLCs
• Controladores de irrigação
• gateways de IoT
• Computadores industriais
• Exibições de monitoramento local
• Estações de campo alimentadas por energia solar

As configurações de comunicação serial suportadas incluem 8N1 e taxas de transmissão opcionais de 1200, 2400, 4800 e 9600 bps.

Antes da integração, confirme:

• Fonte de alimentação do sensor
• Fiação RS485 A e B
• Endereço para comunicação
• Taxa de transmissão (baud rate)
• Definições de registro
• Tipo de dados e ordem dos bytes
• Intervalo de amostragem
• Requisitos de aterramento e proteção contra surtos

Para comissionamento temporário em campo ou inspeção manual, o sensor também pode ser conectado a um dispositivo compatível. Registrador de dados de sensores portátil para testes de campo na agricultura..

Arquitetura de Sistema de Irrigação Inteligente

Um sistema completo de monitoramento de irrigação pode incluir:

1. Sensor de umidade e temperatura do solo multicamadas
2. Registrador de dados RS485 ou RTU
3. Sensores de precipitação e meteorológicos
4. Comunicação 4G, LoRaWAN, NB-IoT ou Ethernet
5. Plataforma de monitoramento em nuvem
6. Controlador de irrigação
7. Válvulas solenoides, bombas ou relés de controle
8. Funções de alarme e relatório

O sensor de perfil do solo fornece medições de campo. O controlador ou a plataforma em nuvem aplica a lógica de irrigação configurada.

Um sistema típico pode usar a umidade da camada superficial para identificar o ressecamento da superfície, a umidade da camada intermediária para avaliar a disponibilidade de água na zona radicular e a umidade da camada profunda para detectar possível excesso de irrigação. Os limiares de controle reais devem ser estabelecidos para a cultura, o solo e o método de irrigação no local de implantação.

Veja o JW-IoT Sistema de irrigação inteligente sem fio para aplicações de projetos relacionados.

Guia de Instalação

A instalação correta é fundamental, pois espaços de ar, pedras e solo solto ao redor do tubo podem reduzir a representatividade da medição.

1. Selecione um local representativo

Escolha uma área que reflita as condições normais de cultivo, solo e irrigação.

Evitar:

• Bordas do campo
• Canais de drenagem
• Emissores com vazamento
• Pedras grandes
• Raízes grandes
• Trilhas de veículos
• Depressões com acúmulo anormal de água
• Áreas adjacentes aos tubos de irrigação, a menos que seja especificamente exigido.

2. Confirme a profundidade de monitoramento necessária.

Verifique o comprimento do sensor, a marca de referência no solo e as posições da camada de detecção antes de perfurar.

A seção superior de sensores deve estar alinhada com a profundidade de monitoramento rasa pretendida, enquanto as camadas inferiores devem corresponder ao perfil da raiz da cultura ou ao plano de observação hidrológica.

3. Faça um furo vertical.

Utilize uma sonda de solo adequada para criar um furo reto, formando um ângulo de aproximadamente 90 graus com a superfície do solo.

O diâmetro do furo deve ser o mais próximo possível do corpo do sensor. Um furo muito grande pode criar espaços de ar ou mau contato entre o solo circundante e o tubo sensor.

4. Preparar solo fino ou lama de solo

Remova pedras, raízes e detritos grosseiros do solo escavado.

Quando exigido pelo método de instalação, misture terra fina local com água até formar uma pasta homogênea. Utilizar terra do mesmo local ajuda a manter um contato representativo ao redor do sensor.

5. Preencha parcialmente o buraco

Coloque o solo preparado ou a pasta no buraco de acordo com as instruções de instalação. Não deixe grandes bolsas de ar.

6. Insira o sensor verticalmente.

Abaixe o sensor tubular lentamente no buraco. Uma leve rotação pode ajudar a liberar o ar preso e distribuir o material do solo ao redor.

Não utilize força excessiva, não bata na carcaça nem empurre a sonda contra pedras.

7. Alinhe a marca de referência do solo.

Certifique-se de que a linha de referência esteja nivelada com a superfície do solo. O posicionamento vertical incorreto deslocará todas as camadas de medição das profundidades pretendidas.

8. Compactar e estabilizar o solo circundante

Remova o excesso de lama e compacte suavemente o solo superficial ao redor da sonda.

Deixe a área de instalação estabilizar antes de considerar as leituras iniciais como a linha de base de longo prazo.

9. Informações sobre a instalação do gravador

Documento:

• Modelo e número de série do sensor
• Localização GPS ou do local
• Data de instalação
• Estágio de crescimento e da cultura
• Tipo de solo
• Profundidade das camadas
• Método de irrigação
• Rota do cabo
• Endereço para comunicação
• Leituras iniciais

Esses registros são importantes para comparar dados entre diferentes campos e estações de monitoramento.

Cenários de aplicação

Irrigação com economia de água

Os dados de umidade em múltiplas profundidades ajudam os usuários a determinar se a água de irrigação permanece perto da superfície, atinge a zona radicular ativa ou penetra em camadas mais profundas do solo.

Pode ser utilizado em projetos de irrigação por gotejamento, aspersão e outros sistemas de irrigação controlada.

Monitoramento de culturas em campo aberto

O sensor pode ser implantado em plantações de milho, trigo, hortaliças, algodão e outras culturas agrícolas para monitorar a infiltração de água e as condições da zona radicular.

Vários sensores podem ser instalados em diferentes zonas de manejo quando a textura do solo, a elevação ou a uniformidade da irrigação variam em toda a área cultivada.

Irrigação de pomares e vinhedos

Pomares e vinhedos podem conter tanto raízes superficiais de absorção quanto raízes estruturais mais profundas. Um perfil multicamadas ajuda a avaliar a disponibilidade de umidade nessas zonas.

As posições dos sensores devem representar o padrão de molhamento criado por gotejadores ou microaspersores.

Cultivo em estufa

Na produção de hortaliças, flores e mudas em estufas, o sensor auxilia no monitoramento da umidade e da temperatura na zona radicular para o planejamento da irrigação.

Para recipientes menores ou aplicações em substratos onde a medição de CE também é necessária, considere o Sonda de umidade, condutividade elétrica e temperatura do solo para análise de substratos e solos..

Agricultura de Precisão

O sensor pode ser conectado a uma RTU ou gateway IoT para criar uma rede digital de monitoramento do solo.

Os dados de múltiplas zonas de campo podem ser combinados com registros de precipitação, clima, culturas e irrigação para auxiliar nas decisões de gestão.

Pastagem e Campo

Medições de perfil de longo prazo podem auxiliar na irrigação de pastagens, pesquisas ecológicas, monitoramento da vegetação e avaliação de secas.

Pesquisa sobre solos e irrigação

Universidades agrícolas e institutos de pesquisa podem usar dados multicamadas para estudar:

• Movimento da água no solo
• Taxas de infiltração
• Retenção de umidade
• Tratamentos de irrigação
• Absorção de água pelas culturas
• Perfis de temperatura do solo
• Resposta à seca
• Balanço hídrico

Conservação de Água e Hidrologia

O sensor pode ser utilizado na observação de bacias hidrográficas, monitoramento de secas, estudos de balanço hídrico do solo e projetos de conservação de água onde são necessárias informações sobre a umidade do perfil do solo.

Área de contato e medição do solo

O sensor mede uma área cilíndrica de solo ao redor da sonda, em vez de apenas a superfície do tubo.

No modelo atual, a área aproximada de medição de umidade se estende por uma zona cilíndrica de cerca de 10 cm de diâmetro ao redor do sensor.

Como o solo circundante influencia a leitura, a qualidade da instalação é importante. Grandes espaços de ar, pedras ou aterro não representativo podem fazer com que a zona medida difira do solo de campo não perturbado.

Após a instalação, as leituras também podem mudar à medida que o solo se acomoda e a umidade se redistribui ao redor da sonda.

Considerações sobre fertilizantes e salinidade do solo

O tubo de PVC selado e o método de detecção de alta frequência ajudam a reduzir os problemas diretos associados aos eletrodos metálicos expostos, incluindo corrosão e depósitos.

No entanto, a textura do solo, a densidade aparente, a temperatura, a salinidade e as condições de instalação ainda podem influenciar as medições dielétricas da umidade do solo em diferentes graus.

Para projetos que exigem alta comparabilidade entre tipos de solo incomuns ou condições fortemente salinas, deve-se considerar a verificação no local ou a calibração específica do solo.

Quando for necessário o monitoramento direto da condutividade elétrica (CE) e da salinidade, deve-se utilizar um sensor específico para umidade do solo e CE, em vez de inferir a salinidade apenas a partir dos dados de umidade.

Interpretação de dados para irrigação

Um único valor de umidade não deve acionar automaticamente a irrigação sem considerar o contexto completo do campo.

Uma interpretação útil pode incluir:

• Comparando cada camada com sua própria linha de base.
• Observando a sequência de respostas das camadas após a irrigação.
• Avaliação das taxas de secagem entre eventos de irrigação
• Comparação de dados de perfil com precipitação
• Analisando o aumento da infiltração em camadas profundas para avaliar o risco de drenagem.
• Ajuste dos limiares por estágio de crescimento da cultura
• Comparação de diversas zonas de monitoramento representativas

Os limiares de irrigação devem ser estabelecidos com base nas necessidades da cultura, nas características do solo e na experiência agronômica local.

O sensor fornece dados de medição; ele não determina, de forma independente, o volume correto de irrigação para cada cultura e campo.

Operação e Manutenção

As tarefas de inspeção recomendadas incluem:

• Verifique o cabo e o conector expostos.
• Proteja os cabos contra máquinas e animais.
• Inspecione a fonte de alimentação do registrador de dados.
• Confirmar comunicação RS485
• Analise os valores para detectar mudanças abruptas ou irrealistas.
• Compare as leituras com os registros de precipitação e irrigação.
• Verifique se a construção no local afetou o sensor.
• Faça backup dos dados históricos.
• Manutenção de registros e alterações de sistema

Como a sonda tubular é instalada abaixo do solo, ela não deve ser removida repetidamente, a menos que seja necessária manutenção ou realocação.

Opções relacionadas ao monitoramento do solo

Este sensor multicamadas foi projetado principalmente para o monitoramento do perfil vertical do solo.

Outros produtos JW-IoT podem ser mais adequados para diferentes objetivos de medição:

• Use um Sonda de umidade do solo, condutividade elétrica e temperatura para agricultura de precisão. Quando a umidade local, a temperatura e a condutividade elétrica precisam ser medidas simultaneamente.
• Use um Sonda de umidade, condutividade elétrica e temperatura do solo para análise de substratos e solos. para medições locais de solo ou substrato de cultivo.
• Use um Sensor de umidade NPK do solo para agricultura quando o projeto exigir indicadores adicionais de nutrientes do solo.
• Use um Registrador de dados de sensores portáteis Para inspeção em campo, comissionamento e leituras de sensores portáteis.
• Veja a lista completa Sensores de solo categoria para outras opções de monitoramento.

Solicite uma solução de monitoramento de solo multicamadas

Ao solicitar um orçamento, forneça as seguintes informações:

• Tipo de cultivo
• Profundidade aproximada da raiz
• Número necessário de camadas
• Profundidades de medição preferenciais
• Tipo de solo
• Método de irrigação
• Número de locais de monitoramento
• Comprimento do cabo RS485
• Requisito de registrador de dados ou RTU
• Requisitos de comunicação 4G, LoRaWAN ou outros
• Requisito de plataforma em nuvem ou API
• País de instalação e cronograma do projeto

Entre em contato com a JW-IoT Para configurar uma solução de monitoramento de umidade e temperatura do solo em múltiplas camadas para seu projeto de irrigação, agricultura ou pesquisa.