Многослойный трубчатый датчик влажности и температуры почвы

Он Многослойный трубчатый датчик влажности и температуры почвы JW-TRSQ(LC3) Предназначен для непрерывного мониторинга почвенного профиля на разных глубинах. Измеряет объемную влажность и температуру почвы через герметичную ПВХ-трубку и передает данные по каждому слою. RS485 Modbus RTU.

Стандартные конфигурации включают в себя Мониторинг почвы в 3, 4 и 5 слоях, При этом глубина измерения может быть определена индивидуально в зависимости от глубины залегания корней растений, метода орошения и требований проекта.

Трубчатый датчик подходит для интеллектуального орошения, открытого земледелия, теплиц, садов, пастбищ, мониторинга засухи, сельскохозяйственных исследований и проектов по охране водных ресурсов. Его герметичная конструкция со степенью защиты IP68 позволяет устанавливать его вертикально под землей на длительное время без прямого контакта металлических чувствительных электродов с почвой.

Узнайте больше датчики почвы для сельского хозяйства и мониторинга окружающей среды или свяжитесь с JW-IoT для выбора слоя и глубины.

Что такое многослойный датчик влажности почвы?

Многослойный датчик влажности почвы измеряет состояние почвы на нескольких глубинах с помощью одного вертикально установленного зонда.

Обычный одноточечный датчик предоставляет данные с одной локальной глубины. Многослойный трубчатый датчик собирает отдельные показания с разных участков почвенного профиля, помогая пользователям наблюдать за движением поливной воды вниз через корневую зону.

Например, многоуровневый датчик глубины может помочь определить, является ли:

• Вода сохраняется только вблизи поверхности почвы.
• Полив достиг активной корневой зоны культурных растений.
• Вода движется под основными корнями.
• Более глубокий слой остается сухим.
• Избыточный полив может вызывать глубокую инфильтрацию.
• Температура почвы различается между поверхностными и более глубокими слоями.

Эти профильные данные предоставляют специалистам по орошению больше контекстной информации, чем простое измерение влажности.

Зачем нужно контролировать влажность почвы на разной глубине?

Почвенная влага распределяется неравномерно по всему профилю. Количество осадков, объем орошения, текстура почвы, дренаж, испарение и поглощение влаги культурными растениями — все это влияет на влажность на каждой глубине.

Датчик, расположенный на небольшой глубине, может быстро реагировать после полива, но не может подтвердить, достигла ли вода более глубоких корней. Датчик, расположенный на большой глубине, может оставаться влажным даже тогда, когда верхняя корневая зона начинает пересыхать.

Многоуровневый мониторинг помогает пользователям понять три важных процесса:

Проникновение воды

Сравнивая показания на разной глубине, можно увидеть, как быстро вода опускается вниз после полива или дождя.

Доступность воды в корневой зоне

Измерения можно проводить с привязкой к первичной и вторичной корневым зонам культуры, что помогает пользователям оценить, находится ли доступная вода там, где растения могут ее использовать.

Риск глубокого дренажа

Если после каждого полива самый глубокий слой почвы становится более влажным, это может означать, что вода перемещается ниже эффективной корневой зоны. Это может указывать на необходимость пересмотра продолжительности или объема полива.

Данные с датчиков следует интерпретировать с учетом типа культуры, стадии роста, характеристик почвы, погодных условий и эффективности работы ирригационной системы.

Как работает трубчатый датчик профиля почвы?

Прибор JW-TRSQ(LC3) использует высокочастотную диэлектрическую сенсорную технологию для обнаружения изменений в окружающей почве.

Измерительный сигнал работает на частоте около 1 ГГц и проникает сквозь герметичный ПВХ-корпус. Поскольку чувствительным компонентам не требуются открытые электроды, непосредственно контактирующие с почвой, такая конструкция помогает снизить коррозию и прямое загрязнение остатками удобрений или полива.

Каждый сенсорный слой измеряет окружающую цилиндрическую область грунта. Датчик преобразует измерение в цифровые значения и передает данные по протоколу RS485 Modbus RTU.

Типичный поток данных выглядит следующим образом:

Многослойный датчик почвы → Регистратор данных RS485 или RTU → Шлюз 4G, LoRaWAN или Ethernet → Облачная платформа

Беспроводная связь обеспечивается подключенным регистратором данных, устройством RTU или шлюзом, а не непосредственно трубчатым датчиком.

JW-IoT позволяет интегрировать датчик в более широкие системы. интеллектуальные решения для сельского хозяйства на основе Интернета вещей включая мониторинг почвы, погоды, орошения и облачности.

Измеренные параметры

Влажность почвы

Датчик измеряет объемную влажность почвы от 0 до 1001 TP3T Vol. Раздельные значения по слоям помогают пользователям оценить распределение влажности по контролируемому почвенному профилю.

Температура почвы

Температура почвы измеряется на заданных уровнях мониторинга. Информация о температуре может использоваться для анализа роста сельскохозяйственных культур, интерпретации результатов орошения, изучения заморозков и исследования почвы.

Тенденции изменения почвенного профиля

Хотя датчик физически не измеряет поток воды, временная последовательность значений влажности на разных глубинах может помочь пользователям анализировать тенденции инфильтрации, удержания, поглощения воды и дренажа.

Технические характеристики

Фактическую структуру, длину и расположение слоев следует уточнить в соответствии с выбранной конфигурацией перед оформлением заказа.

3-слойный, 4-слойный или 5-слойный: как выбрать

Количество и расположение измерительных слоев должны определяться исходя из профиля корневой системы культуры и цели мониторинга.

3-слойный датчик

Трехслойная версия может подойти, если в рамках проекта необходимо сравнить влажность в поверхностном, среднем и более глубоком слоях корневой зоны с использованием относительно простой структуры данных.

Типичные области применения включают:

• Овощные поля
• Теплицы
• Культуры с неглубокой корневой системой
• Базовая оценка орошения
• Станции мониторинга демонстраций

4-слойный датчик

Четырехслойная конфигурация обеспечивает дополнительную детализацию при наблюдении за движением воды в почвенных профилях средней глубины.

Это может подойти для:

• Зерновые культуры
• Сады с развивающимися корнями
• Исследовательские участки
• Исследования равномерности орошения
• Мониторинг водного баланса почвы

5-слойный датчик

Пятислойная версия обеспечивает более детальный вертикальный профиль влажности и может быть выбрана для более глубоких корневых систем, длительного мониторинга или исследовательских проектов.

Типичные области применения включают:

• Зрелые фруктовые сады
• Виноградники
• Глубокоукореняющиеся культуры
• Пастбища и луга
• Мониторинг засухи
• гидрологические и почвоведческие исследования

Эти примеры представляют собой общие рекомендации, а не жесткие правила посадки. Глубину окончательного слоя следует выбирать в зависимости от вида культуры, профиля почвы, метода орошения и целей проекта.

JW-IoT может задавать индивидуальные положения датчиков, если стандартная конфигурация слоя не соответствует требуемой глубине корневой зоны.

Многослойный датчик против одноточечного почвенного зонда

Трубчатый профильный датчик предпочтительнее, когда цель состоит в том, чтобы понять вертикальное движение воды в одной репрезентативной точке.

В случаях, когда необходимо сравнить множество горизонтальных точек или когда необходимо измерить влажность, электропроводность и температуру в каждой отдельной точке, предпочтительнее использовать отдельные точечные датчики.

Для проектов, требующих учета электропроводности грунта в дополнение к влажности и температуре, см. раздел... Датчик влажности почвы, электропроводности и температуры для точного земледелия..

Выход и интеграция с RS485 Modbus

Датчик использует интерфейс RS485 с протоколом Modbus RTU. Его можно подключить к:

• Сельскохозяйственные регистраторы данных
• Дистанционные телеметрические блоки
• ПЛК
• Контроллеры орошения
• IoT-шлюзы
• Промышленные компьютеры
• Локальные мониторы мониторинга
• Полевые станции, работающие на солнечной энергии

Поддерживаемые параметры последовательной связи включают 8N1 и опциональные скорости передачи данных 1200, 2400, 4800 и 9600 бит/с.

Перед интеграцией подтвердите:

• Источник питания датчика
• Проводка RS485 A и B
• Адрес для связи
• Скорость передачи данных
• Определения регистров
• Тип данных и порядок байтов
• Интервал выборки
• Требования к заземлению и защите от перенапряжений

Для временного ввода в эксплуатацию или ручной проверки датчик также может быть подключен к совместимому устройству. портативный датчик-регистратор данных для полевых испытаний в сельском хозяйстве.

Архитектура интеллектуальной ирригационной системы

Полная система мониторинга орошения может включать в себя:

1. Многослойный датчик влажности и температуры почвы
2. Регистратор данных RS485 или RTU
3. Датчики осадков и погоды
4. 4G, LoRaWAN, NB-IoT или связь Ethernet
5. Платформа облачного мониторинга
6. Контроллер орошения
7. Электромагнитные клапаны, насосы или управляющие реле
8. Функции оповещения и отчетности

Датчик профиля почвы предоставляет данные полевых измерений. Контроллер или облачная платформа применяют настроенную логику орошения.

В типичной системе для определения высыхания поверхности могут использоваться показатели влажности поверхностного слоя, влажности среднего слоя для оценки доступности воды в корневой зоне и влажности глубокого слоя для выявления возможного избыточного орошения. Фактические пороговые значения контроля должны быть установлены для конкретной культуры, почвы и метода орошения в месте применения системы.

См. JW-IoT Беспроводная интеллектуальная система орошения для подачи заявок по соответствующим проектам.

Инструкция по установке

Правильная установка имеет решающее значение, поскольку воздушные зазоры, камни и рыхлая почва вокруг трубки могут снизить репрезентативность измерений.

1. Выберите местонахождение представителя.

Выберите участок, отражающий нормальные условия выращивания сельскохозяйственных культур, состояния почвы и орошения.

Избегать:

• Края поля
• Дренажные каналы
• Утечка излучателей
• Большие камни
• Крупные корни
• следы транспортных средств
• Депрессии с аномальным накоплением воды
• Участки непосредственно рядом с ирригационными трубами, если иное не требуется.

2. Подтвердите необходимую глубину мониторинга.

Перед бурением проверьте длину датчика, опорную метку на местности и положение чувствительного слоя.

Верхняя часть датчика должна совпадать с предполагаемой глубиной мелководного мониторинга, а нижние слои должны соответствовать профилю корневой системы сельскохозяйственных культур или плану гидрологических наблюдений.

3. Просверлите вертикальное отверстие.

Используйте подходящий грунтовый бур, чтобы пробурить ровную яму под углом приблизительно 90 градусов к поверхности земли.

Диаметр отверстия должен максимально точно соответствовать диаметру корпуса датчика. Отверстие слишком большого диаметра может привести к образованию воздушных зазоров или плохому контакту между окружающей почвой и чувствительной трубкой.

4. Подготовьте мелкозернистую почву или почвенную суспензию.

Удалите камни, корни и крупный мусор из выкопанной земли.

Если это требуется в зависимости от способа установки, смешайте мелкозернистую местную почву с водой до образования однородной суспензии. Использование почвы из одного и того же места помогает обеспечить репрезентативный контакт вокруг датчика.

5. Частично засыпьте отверстие.

Засыпьте подготовленную почву или пульпу в яму в соответствии с инструкцией по установке. Не оставляйте больших воздушных полостей.

6. Вставьте датчик вертикально.

Медленно опустите трубчатый датчик в отверстие. Небольшое вращение может помочь выпустить скопившийся воздух и распределить окружающий грунт.

Не применяйте чрезмерную силу, не ударяйте по корпусу и не прижимайте зонд к камням.

7. Совместите опорную метку на местности.

Убедитесь, что обозначенная линия грунта находится на одном уровне с поверхностью почвы. Неправильное вертикальное положение приведет к смещению всех измерительных слоев относительно заданной глубины.

8. Уплотнение и стабилизация окружающего грунта.

Удалите излишки навоза и аккуратно уплотните поверхностный слой почвы вокруг зонда.

Перед тем как принимать первоначальные показания за долгосрочный базовый уровень, дайте месту установки стабилизироваться.

9. Запишите информацию об установке.

Документ:

• Модель и серийный номер датчика
• GPS или местоположение объекта
• Дата установки
• Стадия развития культуры и роста
• Тип почвы
• Глубина слоев
• Метод орошения
• Кабельный маршрут
• Адрес для связи
• Первоначальные чтения

Эти записи важны при сравнении данных по разным полям и сезонам мониторинга.

Сценарии применения

Экономия воды при орошении

Многоуровневые данные о влажности помогают пользователям определить, остается ли поливная вода у поверхности, достигает ли активной корневой зоны или проникает в более глубокие слои почвы.

Она может поддерживать капельное, дождевальное и другие системы контролируемого орошения.

Мониторинг посевов в открытом поле

Датчик можно использовать на полях с кукурузой, пшеницей, овощами, хлопком и другими полевыми культурами для мониторинга проникновения воды и состояния корневой зоны.

В зависимости от текстуры почвы, высоты над уровнем моря или равномерности орошения на поле, в разных зонах обработки может быть установлено несколько датчиков.

Орошение садов и виноградников

В садах и виноградниках могут присутствовать как неглубокие питающие корни, так и более глубокие структурные корни. Многослойный профиль помогает оценить доступность влаги в этих зонах.

Расположение датчиков должно соответствовать характеру увлажнения, создаваемому капельницами или микроспринклерами.

Выращивание в теплице

В тепличном производстве овощей, цветов и рассады датчик позволяет контролировать влажность и температуру в корневой зоне для планирования полива.

Для небольших контейнеров или подложек, где также требуется измерение электропроводности, рассмотрите следующие варианты. Датчик влажности почвы и температуры EC для анализа субстрата и почвы.

Точное земледелие

Датчик можно подключить к RTU или IoT-шлюзу для создания цифровой сети мониторинга почвы.

Данные из нескольких полевых зон можно объединить с записями об осадках, погоде, урожае и орошении для принятия обоснованных управленческих решений.

Пастбища и луга

Долгосрочные измерения профиля растительности могут быть полезны для орошения пастбищ, экологических исследований, мониторинга растительности и оценки засухи.

Исследования почв и орошения

Сельскохозяйственные университеты и научно-исследовательские институты могут использовать многослойные данные для изучения:

• Движение почвенной влаги
• Скорость инфильтрации
• Удержание влаги
• Обработка почвы при орошении
• Поглощение воды растениями
• Температурные профили почвы
• Реагирование на засуху
• Водный баланс

Водное хозяйство и гидрология

Датчик может использоваться для наблюдения за водосборными бассейнами, мониторинга засухи, исследований водного баланса почвы и проектов по охране водных ресурсов, где требуется информация о влажности профиля.

Площадь контакта с грунтом и площадь измерения

Датчик измеряет площадь цилиндрической области почвы вокруг зонда, а не только поверхность трубки.

В текущей модели приблизительная зона измерения влажности охватывает цилиндрическую область диаметром около 10 см вокруг датчика.

Поскольку окружающий грунт влияет на показания, качество установки имеет важное значение. Большие воздушные зазоры, камни или нерепрезентативная засыпка могут привести к тому, что измеряемая зона будет отличаться от нетронутого грунта на поле.

После установки показания также могут изменяться по мере оседания грунта и перераспределения влаги вокруг датчика.

Вопросы, связанные с удобрениями и засоленностью почвы.

Герметичная ПВХ-трубка и высокочастотный метод обнаружения помогают уменьшить непосредственные проблемы, связанные с открытыми металлическими электродами, включая коррозию и отложения.

Однако текстура почвы, плотность, температура, соленость и условия установки могут в различной степени влиять на диэлектрические измерения влажности почвы.

Для проектов, требующих высокой сопоставимости характеристик на нетипичных типах грунта или в условиях сильной засоленности, следует рассмотреть возможность проверки площадки или калибровки с учетом особенностей конкретного грунта.

Когда требуется прямой мониторинг электропроводности и солености, следует использовать специализированный датчик влажности почвы и электропроводности, а не определять соленость только на основе данных о влажности.

Интерпретация данных для орошения

Одно значение влажности не должно автоматически запускать полив без учета всей ситуации на поле.

Полезными примерами интерпретации могут служить следующие:

• Сравнивая каждый слой с его собственным базовым уровнем.
• Наблюдение за последовательностью реакции слоев после полива.
• Оценка скорости высыхания между поливами.
• Сравнение данных профиля с данными об осадках.
• Анализ увеличения глубинных слоев на предмет риска дренажа.
• Корректировка пороговых значений в зависимости от стадии роста культуры
• Сравнение нескольких репрезентативных зон мониторинга.

Пороговые значения орошения следует устанавливать с учетом потребностей культур, характеристик почвы и местного агрономического опыта.

Датчик предоставляет данные измерений; он не определяет самостоятельно правильный объем орошения для каждой культуры и поля.

Эксплуатация и техническое обслуживание

Рекомендуемые задачи по проверке включают:

• Проверьте оголенный кабель и разъем.
• Защитите кабели от воздействия оборудования и животных.
• Проверьте блок питания регистратора данных.
• Подтвердите связь по протоколу RS485.
• Проверьте значения на предмет резких или нереалистичных изменений.
• Сравните показания с данными об осадках и поливе.
• Проверьте, не повлияли ли строительные работы на работу датчика.
• Создайте резервную копию исторических данных.
• Ведение записей и внесение изменений в систему.

Поскольку трубчатый зонд устанавливается под землей, его не следует многократно извлекать, за исключением случаев, когда требуется техническое обслуживание или перемещение.

Варианты мониторинга почвы (см. ниже)

Этот многослойный датчик предназначен в первую очередь для мониторинга вертикального профиля почвы.

Другие продукты JW-IoT могут быть более подходящими для других целей измерения:

• Используйте Датчик влажности почвы, электропроводности и температуры для точного земледелия. когда необходимо одновременно измерять местную влажность, температуру и электропроводность.
• Используйте Датчик влажности почвы и температуры EC для анализа субстрата и почвы для проведения измерений параметров местной почвы или субстрата для выращивания растений.
• Используйте Датчик влажности почвы NPK для сельского хозяйства когда для проекта требуются дополнительные индикаторы содержания питательных веществ в почве.
• Используйте Портативный регистратор данных с датчиков для полевых инспекций, ввода в эксплуатацию и портативных измерений с помощью датчиков.
• Просмотрите полный список Датчики почвы категория для других вариантов мониторинга.

Запросить решение для многослойного мониторинга почвы

При запросе ценового предложения, пожалуйста, предоставьте следующую информацию:

• Тип культуры
• Приблизительная глубина залегания корней
• Необходимое количество слоев
• Предпочтительная глубина измерения
• Тип почвы
• Метод орошения
• Количество пунктов мониторинга
• Длина кабеля RS485
• Требуется регистратор данных или устройство RTU.
• 4G, LoRaWAN или другие коммуникационные требования
• Требования к облачной платформе или API
• Страна установки и график проекта

Свяжитесь с JW-IoT для настройки многоуровневой системы мониторинга влажности и температуры почвы для вашего проекта в области орошения, сельского хозяйства или исследований.