土壤水分傳感器測(cè)量參數(shù)

?土壤水分傳感器，又名：土壤水分儀，土壤濕度計(jì)，土壤墑情儀，土壤墑情傳感器，主要用來(lái)測(cè)量土壤含水量（土壤含水率）。土壤含水量有重量含水量和體積含水量（容積含水量）兩種表示方法。重量含水量通過(guò)取土烘干法測(cè)量得到，通過(guò)土壤水分傳感器測(cè)量得到的含水量均為體積含水量。即，土壤水分傳感器就是測(cè)量單位土壤總?cè)莘e中水分所占比例的儀器。一些土壤水分傳感器能同時(shí)測(cè)量土壤的水分含量、土壤溫度及土壤中總鹽分含量三個(gè)參數(shù)。

土壤水是植物吸收水分的主要來(lái)源（水培植物除外），土壤水分含量的狀態(tài)和變化，是植物的生長(zhǎng)狀況好壞的主要決定因素，由此影響到人類的食品安全和生態(tài)環(huán)境。因而，地球上的土壤和水是人類乃至所有生命生存的基礎(chǔ)，通過(guò)土壤水分傳感器測(cè)量土壤中的含水量，目前廣為人知的主要有以下用途：

目前，農(nóng)業(yè)用水已占到全球淡水資源消耗的92%。在中國(guó)，農(nóng)業(yè)灌溉用水的全國(guó)平均利用率僅為45%（參閱百度百科“灌溉水利用系數(shù)”），55%的水以過(guò)量灌溉后大量滲漏滲透到植物根部以下、地表徑流流失、輸水渠道滲漏等方式被浪費(fèi)。在45%被保存在土壤的水中，又因盲目灌溉、非按需灌溉、水肥一體化不到位等原因，很多的水未能被作物有效利用。

使用土壤水分傳感器能動(dòng)態(tài)跟蹤掌握農(nóng)作物根系在土層中的具體深度位置、作物根系的動(dòng)態(tài)吸收消耗水分情況；使用土壤水分傳感器所記錄生成的土壤水分曲線圖，能夠以直觀、量化的方式展現(xiàn)出土壤中不同土層的水分含量隨著時(shí)間的變化情況，進(jìn)而做出農(nóng)田灌溉中的灌溉深度、灌溉量、灌溉開始時(shí)間、灌溉持續(xù)時(shí)間、灌溉量上限、土壤水分含量下限等關(guān)鍵因素。

科學(xué)的灌溉決策，使農(nóng)作物生活在一個(gè)農(nóng)作物真正感到舒服的土壤環(huán)境中，對(duì)提高農(nóng)作物的產(chǎn)量大有裨益。

另一方面，人們也不總是希望控制農(nóng)作物生存在舒服的環(huán)境當(dāng)中以提高產(chǎn)量，人們也會(huì)考慮農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量因素。比如，合適的土壤濕度會(huì)使葡萄的產(chǎn)量很高，但葡萄就會(huì)不一定很甜。在法國(guó)、西班牙、美國(guó)等優(yōu)質(zhì)的葡萄酒產(chǎn)區(qū)，在葡萄生育的后期，人們使用土壤水分傳感器的目的卻是監(jiān)測(cè)土壤水分含量，使土壤水分含量保持相對(duì)偏低的狀態(tài)。

由土壤水分傳感器監(jiān)測(cè)到的土壤水分、土壤溫度數(shù)據(jù)，是農(nóng)業(yè)、水利、氣象和國(guó)土等政府部門進(jìn)行相關(guān)政府活動(dòng)、制定和執(zhí)行相關(guān)政策的依據(jù)，也是政府為百姓提供的基礎(chǔ)公共服務(wù)之一。比如近些年來(lái)，各地方政府踴躍推出的政府惠農(nóng)信息服務(wù)平臺(tái)，為當(dāng)?shù)乩习傩仗峁┝舜罅康耐寥缐勄閿?shù)據(jù)、春種秋收指南，土壤水分傳感器是這些數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)來(lái)源之一。

在國(guó)家抗旱防汛體系中，有大量安裝在全國(guó)各地的旱情、墑情監(jiān)測(cè)站，水文站，土壤水分傳感器是這些站點(diǎn)最重要、最基礎(chǔ)的儀器。

2013年，中國(guó)共發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害15403起，其中滑坡9849起，造成不可估量的人員傷亡及財(cái)產(chǎn)損失。大量的山體滑坡是由降雨等因素使山體含水量增加、山坡重量增大，山坡重力超過(guò)下層土壤見(jiàn)摩擦力進(jìn)而山體滑坡。土壤水分傳感器是山體滑坡監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)中最重要、最基礎(chǔ)的儀器。

土壤水分傳感器被廣泛的應(yīng)用于土壤學(xué)、植物生長(zhǎng)于水的關(guān)系研究、垃圾填埋場(chǎng)的滲漏監(jiān)測(cè)、肥料利用率優(yōu)化、全球變暖的影響研究等領(lǐng)域。

目前，國(guó)內(nèi)外有很多種土壤水分測(cè)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，γ射線法和核磁共振法等。

TDR法是上世紀(jì)80年代發(fā)展起來(lái)的一種土壤水分測(cè)定方法，中文為時(shí)域反射儀。這種方法在國(guó)外應(yīng)用相當(dāng)普遍，國(guó)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(wú)關(guān)。而且還有很重要的一點(diǎn)就是，TDR能在結(jié)冰下測(cè)定土壤水分，這是其他方法無(wú)法比擬的。另外，TDR能同時(shí)監(jiān)測(cè)土壤水鹽含量，且前后兩次測(cè)量的結(jié)果幾乎沒(méi)有差別。這種測(cè)定方法的精確度可見(jiàn)一斑。

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(jiǎn)單的方法來(lái)測(cè)量土壤的介電常數(shù)，F(xiàn)DR和FD法不僅比TDR便宜，而且測(cè)量時(shí)間更短，在經(jīng)過(guò)特定的土壤校準(zhǔn)之后，測(cè)量精度高，而且探頭的形狀不受限制，可以多深度同時(shí)測(cè)量，數(shù)據(jù)采集實(shí)現(xiàn)較容易。

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(guò)這些組件，得到1~15大氣壓吸力范圍內(nèi)的水分讀數(shù)。

中子法適合測(cè)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1測(cè)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(cè)定0-15cm的土壤水分含量。

與中子儀類似，γ射線透射法利用放射源137Cs放射出γ線，用探頭接收γ射線透過(guò)土體后的能量，與土壤水分含量換算得到。

相對(duì)于落后的生產(chǎn)應(yīng)用現(xiàn)實(shí)，科學(xué)研究中的土壤水分研究可謂歷史悠久，而且主要的檢測(cè)技術(shù)往往是由科學(xué)家們從研究角度發(fā)明的。他們一直以提高精度為主要目標(biāo)，執(zhí)著地關(guān)注土壤微觀特性對(duì)含水量的影響。然而現(xiàn)實(shí)生活中對(duì)土壤含水量的要求卻是大相徑庭：

這樣，產(chǎn)生的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)便于比較、傳播和推廣。目前所有的技術(shù)都是計(jì)算體積或重量含水量，由于缺乏現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)獲得田間持水量的技術(shù)，所以很難獲得真正準(zhǔn)確的相對(duì)含水量數(shù)據(jù)，導(dǎo)致土壤含水量測(cè)量無(wú)法直接用于對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的指導(dǎo)。

科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究一味追求檢測(cè)數(shù)據(jù)的單點(diǎn)精度，但在對(duì)實(shí)際生產(chǎn)的指導(dǎo)方面意義不大，原因是目標(biāo)土壤體積的尺度相對(duì)于測(cè)試點(diǎn)來(lái)說(shuō)大很多，而水分在土壤中也絕不是高度均勻的。只有獲得輸出穩(wěn)定、歷史數(shù)據(jù)可比較性強(qiáng)、足夠大體積平均的數(shù)據(jù)才是可用的。

在安裝和校準(zhǔn)儀器設(shè)備方面，科學(xué)研究所需要的精度和操作規(guī)程在實(shí)際生產(chǎn)操作過(guò)程中是無(wú)法保證的，導(dǎo)致相關(guān)設(shè)備應(yīng)用到生產(chǎn)上無(wú)法保證得到可用可靠的數(shù)據(jù)。提供簡(jiǎn)單方便免現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)設(shè)備是這類現(xiàn)場(chǎng)安裝設(shè)備必須具備的特點(diǎn)。

在傳感設(shè)備的運(yùn)行過(guò)程中，很多因素對(duì)測(cè)量精度和可靠性影響較大，例如：戶外溫度變化對(duì)電池能量轉(zhuǎn)換效能的影響，最終影響設(shè)備輸出可靠性；土壤溫度和鹽分變化對(duì)水分測(cè)量精度的影響；由于田間農(nóng)業(yè)設(shè)備作業(yè)等因素引發(fā)的土壤震動(dòng)對(duì)測(cè)量可靠性的影響；安裝方式導(dǎo)致的土壤擾動(dòng)對(duì)測(cè)量精度的影響；目標(biāo)土壤有變化（耕作等），但是由于傳感器未移動(dòng)并且周邊土壤未變化，導(dǎo)致目標(biāo)被測(cè)土壤和實(shí)際測(cè)量土壤產(chǎn)生差別引起的誤差；傳感器件長(zhǎng)期和土壤接觸產(chǎn)生的相互作用對(duì)精度的影響。

在生產(chǎn)實(shí)踐中，土壤水分傳感器往往和其它外部系統(tǒng)或參數(shù)關(guān)聯(lián)使用，例如土壤水分突然增加，可能是灌溉系統(tǒng)開始工作、也可能是降雨、又可能是地下水向地表運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致，所以往往需要增加不同位置和不同深度的水分傳感器數(shù)量、關(guān)聯(lián)地面氣象站或者氣象局?jǐn)?shù)據(jù)、連通灌溉控制系統(tǒng)來(lái)確定數(shù)據(jù)的意義。這其實(shí)是對(duì)更大規(guī)模的土壤水分?jǐn)?shù)據(jù)應(yīng)用和處理提出的要求，但是目前市場(chǎng)上的產(chǎn)品對(duì)此需求的響應(yīng)者寥寥。

國(guó)內(nèi)外從 20世紀(jì)中葉就開始進(jìn)行土壤水分的監(jiān)測(cè)，一直都在進(jìn)行各種測(cè)量方法的研究，盡然原理、特性各有不同，但從終端設(shè)備的結(jié)構(gòu)和功能來(lái)看，目前已經(jīng)市場(chǎng)化的可以分為以下4類。

插針式土壤水分傳感器由不銹鋼探針和防水探頭構(gòu)成，可長(zhǎng)期埋設(shè)于土壤和堤壩內(nèi)使用，對(duì)表層和深層土壤進(jìn)行墑情的定點(diǎn)監(jiān)測(cè)和在線測(cè)量。與數(shù)據(jù)采集器配合使用，可作為水分定點(diǎn)監(jiān)測(cè)或移動(dòng)測(cè)量的工具。

優(yōu)點(diǎn)：

結(jié)構(gòu)小巧、簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜,單個(gè)傳感器價(jià)格相對(duì)便宜。

缺點(diǎn)：

A. 所測(cè)量土壤水分的土樣代表性不夠高

感應(yīng)的土壤范圍是直徑125毫米、高為200毫米的圓柱體，土壤水分代表性不足夠高，當(dāng)插針位置土質(zhì)不均勻，影響數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。

B. 破壞土層結(jié)構(gòu)，造成土壤擾動(dòng)

當(dāng)監(jiān)測(cè)不同土層深度土壤含水量時(shí)，需要挖開土壤剖面，在土壤中插入針式水分儀后，再回填土壤。這種不得已的做法實(shí)際上已經(jīng)破壞了土壤的結(jié)構(gòu)，因?yàn)榛靥钔寥赖娜葜亍⑼寥李w粒間的結(jié)合方式已經(jīng)被改變。

C. 安裝現(xiàn)場(chǎng)組成復(fù)雜，易受到外界信號(hào)干擾

插針式是半數(shù)字化的，從傳感探針到數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊之間傳輸?shù)氖鞘治⑷醯哪M量，這一段就十分容易受到外界信號(hào)干擾，影響分辨率、可靠性和準(zhǔn)確性。

插針式要成組多點(diǎn)應(yīng)用的時(shí)候就涉及復(fù)雜的連線，實(shí)施時(shí)需要在土壤中挖一個(gè)深坑掩埋，安裝時(shí)如此維護(hù)時(shí)也需要同樣的工作。由此產(chǎn)生的是設(shè)備的不可靠、安裝和維護(hù)時(shí)對(duì)被測(cè)對(duì)象的徹底干擾，工作量和人員因素影響大。

D. 使用壽命有限

外露的鋼針，鋼針長(zhǎng)期使用會(huì)變形、表面會(huì)有腐蝕或者污染。

E. 能耗高，安裝現(xiàn)場(chǎng)工作量大，后期設(shè)備殘留。

插針式組成的系統(tǒng)往往結(jié)構(gòu)復(fù)雜、大量的連線及連結(jié)裝置、耗能較高（電源一般采用鉛酸電池）。特別是大規(guī)模野外實(shí)施時(shí)，一旦需要回收，插針式系統(tǒng)即使地面上的電池以及太陽(yáng)能板和無(wú)線發(fā)射單元拆卸收回，人們往往不會(huì)再將其地下部件挖出，勢(shì)必會(huì)有大量傳感器探頭、金屬連線留在土壤中造成長(zhǎng)期重金屬、塑料等污染。

F.

G.多深度監(jiān)測(cè)時(shí)，綜合安裝、施工成本較高

當(dāng)監(jiān)測(cè)不同土層深度土壤含水量時(shí)，需要挖開土壤剖面，在土壤中插入針式水分儀后，再回填土壤。目前中國(guó)大部分農(nóng)村為留守老人和兒童，當(dāng)野外安裝部署水分監(jiān)測(cè)儀時(shí)，尋找人工顯得極為困難。

當(dāng)插針式水分傳感器與數(shù)據(jù)采集器配合使用，就是插針式土壤水分速測(cè)儀。優(yōu)缺點(diǎn)同上插針式土壤水分傳感器。

優(yōu)點(diǎn)

導(dǎo)管式土壤水分儀設(shè)計(jì)精巧、安裝要求高、精度和穩(wěn)定性能夠達(dá)到長(zhǎng)期科學(xué)研究的要求。在國(guó)內(nèi)僅在氣象系統(tǒng)有規(guī)模性應(yīng)用。

缺點(diǎn)

安裝復(fù)雜，耗時(shí)耗力

為了追求最小的土壤擾動(dòng)，導(dǎo)管式采取釘管、管中掏土、內(nèi)壁清理、現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)、現(xiàn)場(chǎng)密封的操作流程。基本上屬于現(xiàn)場(chǎng)組裝類產(chǎn)品。在我國(guó)幅員遼闊、受訓(xùn)技術(shù)人員不足、農(nóng)村和野外勞動(dòng)力缺乏、自然環(huán)境復(fù)雜等情況下，大規(guī)模應(yīng)用導(dǎo)管式的可能性是沒(méi)有的。

沒(méi)有溫度校準(zhǔn)

根據(jù)測(cè)水原理可知，土壤含水率的檢測(cè)本質(zhì)上是檢測(cè)土壤和水混合物的介電常數(shù)，其中水在80左右，土壤在3-5之間。水的介電常數(shù)其實(shí)是隨溫度變化的，這個(gè)變化經(jīng)過(guò)一些實(shí)驗(yàn)，可以測(cè)到每10攝氏度的變化，會(huì)導(dǎo)致土壤0.6%的含水率變化。所以理論上說(shuō)，要在戶外環(huán)境中，測(cè)準(zhǔn)土壤含水率就必須對(duì)溫度進(jìn)行校準(zhǔn)。

在重新審視土壤水分的應(yīng)用要求和社會(huì)環(huán)境基礎(chǔ)上，借助互聯(lián)網(wǎng)的顛覆性創(chuàng)新理念，結(jié)合現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)中用戶體驗(yàn)的分析技術(shù)，以及大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)的平臺(tái)，重新設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，它繼承了導(dǎo)管式和插針式的各項(xiàng)優(yōu)勢(shì)，又彌補(bǔ)了他們的不足，開發(fā)了面向大規(guī)模、更廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景的號(hào)稱“中國(guó)管”的新一代土壤含水率測(cè)量設(shè)備。它擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的土壤水分監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（具有受發(fā)明專利保護(hù)的水分儀，自主版權(quán)的軟件系統(tǒng)）；它具有土壤水分?jǐn)?shù)據(jù)的處理、分析能力，可以為客戶提供灌溉咨詢指導(dǎo)。此產(chǎn)品在最近公布的水利部《第一批土壤水分監(jiān)測(cè)儀器檢測(cè)合格產(chǎn)品目錄》上輕松奪冠，排在第一位。(水利部政府網(wǎng)址：http://fxkh.mwr.gov.cn/tzgg/201402/t20140221_548660.html)

第一代“中國(guó)管”的產(chǎn)品已經(jīng)具備如下特性：

? ① 低能耗、集成一體化

即物聯(lián)網(wǎng)通訊終端、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理單元、多深度水分及溫度傳感器、高性能電池在一個(gè)管中集成；低能耗，可用太陽(yáng)能電池供電，無(wú)外部供電工作時(shí)間超過(guò)30天；

?③ 精度和穩(wěn)定性

精度達(dá)到正負(fù)2%以下，含同位溫度校準(zhǔn)；穩(wěn)定性達(dá)到0.05%；

? ?④ 安裝及實(shí)施

15分鐘現(xiàn)場(chǎng)操作，無(wú)土壤擾動(dòng)，無(wú)需現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)，智能啟停，極大降低人力需求；

? ?⑤ 環(huán)境保護(hù)

工作期間對(duì)環(huán)境無(wú)污染；設(shè)備撤場(chǎng)后對(duì)環(huán)境無(wú)殘留污染；

⑥ 大數(shù)據(jù)支持

產(chǎn)品生命期數(shù)據(jù)完整記錄及備份，支持大數(shù)據(jù)分析及移動(dòng)設(shè)備訪問(wèn)；

? ?⑦ 知識(shí)產(chǎn)權(quán)

跟國(guó)外產(chǎn)品在知識(shí)產(chǎn)權(quán)上無(wú)現(xiàn)實(shí)的和潛在的沖突，能夠?qū)诵奶匦缘闹R(shí)產(chǎn)權(quán)進(jìn)行保護(hù)。

典型的插針式傳感器感應(yīng)的土壤范圍是直徑125毫米、高為200毫米的圓柱體，而“中國(guó)管”的感應(yīng)范圍是外徑637.5毫米、壁厚250毫米、高為250毫米的管柱體。導(dǎo)管式感應(yīng)范圍是插針式的31倍，表性就提高了30倍。再考慮到土壤水分的不一致性，導(dǎo)管式的測(cè)量方式顯得“靠譜”多了。

插針式的特征是外露的鋼針，導(dǎo)管式是指?jìng)鞲衅魅忾]于一個(gè)管中的墑情儀。鋼針長(zhǎng)期使用會(huì)變形、表面會(huì)有腐蝕或者污染，而且當(dāng)插針式要成組多點(diǎn)應(yīng)用的時(shí)候就涉及復(fù)雜的連線，實(shí)施時(shí)需要在土壤中挖一個(gè)深坑掩埋，安裝時(shí)如此維護(hù)時(shí)也需要同樣的工作。由此產(chǎn)生的是設(shè)備的不可靠、安裝和維護(hù)時(shí)對(duì)被測(cè)對(duì)象的徹底干擾，工作量和人員因素影響大。而導(dǎo)管式水分儀，打一個(gè)洞在地上，插入設(shè)備，無(wú)論單點(diǎn)還是多組，程序都是一樣的，土壤擾動(dòng)降到最低，設(shè)備長(zhǎng)期使用中傳感器件不會(huì)受到腐蝕或者污染，基本無(wú)人員因素干擾。

插針式是半數(shù)字化的，導(dǎo)管式是全數(shù)字化設(shè)計(jì)的。插針式從傳感探針到數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊之間傳輸?shù)氖鞘治⑷醯哪M量，這一段就十分容易受到外界信號(hào)干擾，影響分辨率、可靠性和準(zhǔn)確性。而對(duì)于導(dǎo)管式的水分傳感器，傳感器出來(lái)的頻率信號(hào)直接轉(zhuǎn)數(shù)字化，這使得受干擾的機(jī)會(huì)就沒(méi)有了，所以導(dǎo)管式既能保證高分辨率又能保證高可靠性和100%傳輸準(zhǔn)確性。因而導(dǎo)管式可以徹底消除困擾插針式用戶多年的“數(shù)據(jù)突跳”及“變濕不變數(shù)”問(wèn)題。

"中國(guó)管"數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性及穩(wěn)定性案例

下表為河北保定冉莊水文試驗(yàn)站在2013年底用烘干法做的與傳感器對(duì)比數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)對(duì)比了20厘米，50厘米和80厘米三個(gè)土層的結(jié)果顯示，傳感器的輸出數(shù)值在穩(wěn)定的有規(guī)律的變化，而烘干法數(shù)值則由于實(shí)驗(yàn)誤差引起毫無(wú)規(guī)律的波動(dòng)。

“中國(guó)管”土壤水分、溫度檢測(cè)儀采用全封閉結(jié)構(gòu)，整體設(shè)備在插入土壤部分滿足IP68防護(hù)級(jí)別，地上部分滿足IP67防護(hù)級(jí)別。傳感器的電子元器件內(nèi)置于高強(qiáng)度的防護(hù)材料之中，與土壤不發(fā)生直接接觸。內(nèi)置可反復(fù)充電的磷酸鐵鋰電池，電池具有獨(dú)特的電池防護(hù)設(shè)計(jì)。

在防雷方面，由于傳統(tǒng)的RTU支架高出于地面數(shù)米，且大部分金屬構(gòu)件直接暴露在空氣中，有眾多被雷擊的案例。

當(dāng)把土壤水分儀長(zhǎng)期固定安裝在田間后，在沒(méi)有圍欄、農(nóng)場(chǎng)保安等外部保護(hù)的情況下，在有被盜的潛在風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，“中國(guó)管”主要從以下幾個(gè)方面考慮防盜問(wèn)題。

靠一個(gè)人的力量并不能將“中國(guó)管”土壤水分、溫度檢測(cè)儀從地面拔出來(lái)。尤其是在土壤濕度較大、壤土、粘性土的情況下。只有在兩個(gè)或以上的人數(shù)，通過(guò)使用繩子，抬杠，垂直往上的用力，才能將“中國(guó)管”從土壤中拔出來(lái)。

在有農(nóng)作物正常生長(zhǎng)的地塊，當(dāng)農(nóng)作物高于18厘米時(shí)，農(nóng)作物都會(huì)把水分儀遮蓋，植物長(zhǎng)得茂密時(shí)，傳感器更不容易被發(fā)現(xiàn)。

無(wú)開關(guān)的設(shè)計(jì)模式，實(shí)時(shí)的智能數(shù)據(jù)監(jiān)控，當(dāng)設(shè)備由土壤中拔出地面后，設(shè)備仍然正常發(fā)送數(shù)據(jù)，但采集到的含水量數(shù)據(jù)均為0。當(dāng)設(shè)備數(shù)據(jù)采集間隔為1小時(shí)時(shí)，可以在一小時(shí)以內(nèi)發(fā)現(xiàn)設(shè)備被盜。

另外，可以采用偽裝，保護(hù)色的方式將設(shè)備地上部分涂刷成與環(huán)境一致的顏色進(jìn)行防盜。但這種做法需要留心記住傳感器所在的位置，避免發(fā)生傳感器的主人也找不到傳感器的情況發(fā)生。

① 現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)間小于15分鐘

現(xiàn)場(chǎng)部署安裝時(shí)間小于15分鐘，極大降低人力需求。“中國(guó)管”的安裝現(xiàn)場(chǎng)，客戶僅需要做兩件事情：使用“中國(guó)管”配套的取土鉆鉆孔取土；將“中國(guó)管”插入土壤中。

② 多樣化數(shù)據(jù)通訊方式

“中國(guó)管”土壤水分、溫度監(jiān)測(cè)儀有以下3大類通訊方式可供選擇：

A. 全網(wǎng)支持移動(dòng)、聯(lián)通、電信GPRS 無(wú)線通訊； B. RS232通訊，通訊距離：5米； C. CAN通訊，通訊距離：大于500米⑧ 可持續(xù)性

③ 免現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)模式

“中國(guó)管”土壤水分、溫度監(jiān)測(cè)儀都過(guò)出廠校準(zhǔn)的模式，使各支傳感器的性能參數(shù)保持高度的一致性，進(jìn)而在客戶提出做土壤參數(shù)率定需求時(shí)，Insentek 通過(guò)使用其他通規(guī)格的傳感器就能完成土壤參數(shù)率定工作。

④ 無(wú)開關(guān)設(shè)計(jì)

無(wú)開關(guān)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，把現(xiàn)場(chǎng)安裝人員的操作環(huán)節(jié)及對(duì)人員的素質(zhì)需求降到了最低，通過(guò)遠(yuǎn)程模式智能控制“中國(guó)管”土壤水分、溫度監(jiān)測(cè)儀的工作和停止。

⑤ 智能檢測(cè)燈

“中國(guó)管”土壤水分、溫度監(jiān)測(cè)儀上安裝有一智能按鈕檢測(cè)燈，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)安裝人員按按鈕檢測(cè)燈時(shí)，如果燈亮，說(shuō)明設(shè)備狀態(tài)正常，同時(shí)進(jìn)行一次數(shù)據(jù)測(cè)量發(fā)送工作。

⑥ 內(nèi)外結(jié)合的供電方式

磷酸鐵鋰電池內(nèi)部供電（+3.3VDC）（GPRS通訊模式）或外部+12VDC供電（串口通訊）。

“中國(guó)管”土壤水分、溫度監(jiān)測(cè)儀配套手機(jī)端app，目前手機(jī)端app支持安卓4.0及以上系統(tǒng)。通過(guò)手機(jī)app可以完成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)列表瀏覽、數(shù)據(jù)圖表瀏覽、設(shè)備定位。

1、土壤水分含量隨灌溉、降雨變化的曲線圖

2、土壤不同土層冰凍曲線圖

3、土壤不同土層溫度變化曲線圖

4、從2mm/天到4mm/天，顯示了在作物的不同階段，每天對(duì)水的消耗量的發(fā)展變化圖

5、250px深處土壤水分曲線顯示，在虛線以上部分，含水量下降速度非?？?，說(shuō)明水直接排滲流失圖

6、發(fā)生水澇曲線圖

飽和含水量的癥狀是含水量曲線呈水平狀態(tài)，土壤水中滲走，新的水分立即補(bǔ)充到空隙中，直到灌溉停止，才看到明顯的含水量下降曲線。

7、單天耗水量曲線圖

通過(guò)分析計(jì)算曲線，我們同時(shí)知道了當(dāng)天作物消耗水的持續(xù)時(shí)間(本例子為9小時(shí))及當(dāng)天的作物耗水量(本例子為6.5毫米水)

8、日消耗水速率變化圖

9、作物根系深度動(dòng)態(tài)變化圖

隨著作物由小到長(zhǎng)大到成熟，作物吸收水分的主要區(qū)域由地表逐漸往深處發(fā)展

土壤水分測(cè)定儀，又名：土壤水分傳感器，土壤濕度計(jì)，土壤墑情儀，土壤墑情傳感器，主要用來(lái)測(cè)量土壤含水量（土壤含水率）。土壤含水量有重量含水量和體積含水量（容積含水量）兩種表示方法。重量含水量通過(guò)取土烘干法測(cè)量得到，通過(guò)土壤水分傳感器測(cè)量得到的含水量均為體積含水量。即，土壤水分傳感器就是測(cè)量單位土壤總?cè)莘e中水分所占比例的儀器。一些土壤水分傳感器能同時(shí)測(cè)量土壤的水分含量、土壤溫度及土壤中總鹽分含量三個(gè)參數(shù)。