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土壤水分測定儀的原理分析

土壤水分測定儀是用于測定土壤水分的專業(yè)儀器，通過發(fā)射一定頻率的電磁波，電磁波沿探針傳輸，到達(dá)底部后返回，檢測探頭輸出的電壓，由于土壤介電常數(shù)的變化取決于土壤的含水量，由輸出電壓和水分的關(guān)系則可計(jì)算出土壤的含水量。相同的，土壤墑情檢測儀也是能夠測定土壤水分的，只是土壤墑情檢測儀更側(cè)重于測定土壤墑情與土壤旱情，同時(shí)具備GPS定位功能。
土壤水分測定儀的原理--時(shí)域反射儀法
時(shí)域反射：由于土壤中水的介電常數(shù)遠(yuǎn)大于土壤中的固體顆粒和空氣的介電常數(shù)，因此隨土壤水分含量升高，土壤介電常數(shù)值增大，而沿波導(dǎo)棒的電磁波傳播時(shí)間也隨之延長。通過測定土壤中高頻電磁脈沖沿波導(dǎo)棒的傳播時(shí)間再計(jì)算出傳播速度，進(jìn)而就可以確定土壤含水量。由該方法獲得的含水量是整個(gè)探針長度范圍內(nèi)的平均值，所以同一土體中埋置方式的不同可能會得到不同的結(jié)果。因此，在使用TDR時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求選擇適宜的探針埋置方式。
由于垂直分辨率高，該方法測定土壤表層的含水量比中子儀精度要高得多，加之具有快速、準(zhǔn)確、安全無任何輻射、便于自動控制等特點(diǎn)，TDR法現(xiàn)受到極大的推崇。該法可以在原位連續(xù)測量，且測量范圍廣；它既可以做成輕巧的便攜式進(jìn)行田間即時(shí)測量，又可通過導(dǎo)線與計(jì)算機(jī)相連，完成遠(yuǎn)距離多點(diǎn)自動監(jiān)測。測定精度要求較低時(shí)，TDR一般不需標(biāo)定，但當(dāng)誤差要求很小時(shí)，需進(jìn)行標(biāo)定或校正。該儀器目前主要依賴進(jìn)口，且價(jià)格相當(dāng)昂貴，不適宜鹽堿土測量，在測定時(shí)測點(diǎn)要埋多個(gè)探頭。