工作原理

• 溫度測(cè)量原理：通常采用高精度熱敏電阻或者鉑電阻（PT100）。熱敏電阻是依據(jù)其電阻值隨溫度變化而變化的特性來測(cè)量溫度，溫度升高，電阻值減小，反之亦然；鉑電阻則具有良好的線性度和穩(wěn)定性，通過測(cè)量鉑電阻的電阻值來準(zhǔn)確推算出溫度值，一般測(cè)量精度可達(dá) ±0.5℃。

• 濕度測(cè)量原理

• 介電常數(shù)法：包括時(shí)域反射（TDR）和頻域反射（FDR）等。TDR 通過發(fā)射電磁脈沖，根據(jù)脈沖在土壤中的傳播速度和反射時(shí)間來計(jì)算土壤的介電常數(shù)，進(jìn)而推算出土壤含水量，精度極高，可達(dá) ±0.5%，但成本較高；FDR 則是通過高頻電磁波測(cè)量土壤介電常數(shù)，從而推算含水量，精度較高，一般在 ±1-3%，且抗鹽堿干擾強(qiáng)。電容式濕度傳感器也是基于介電常數(shù)法，利用電極間電容變化反映土壤濕度，土壤水分含量越高，電容值越大。

• 電阻法：測(cè)量土壤電阻，因?yàn)橥寥乐兴衷蕉?，電阻越低，通過測(cè)量土壤的電阻值來判斷土壤濕度。

• 中子探測(cè)法：利用中子源發(fā)射的快中子與土壤中的氫原子相互作用，使快中子減速成為慢中子，通過測(cè)量慢中子的數(shù)量來推算土壤中的含水量，該方法適用于深層土壤水分測(cè)量，但由于使用放射性物質(zhì)，操作要求嚴(yán)格。

結(jié)構(gòu)組成

• 探頭：一般采用防腐材質(zhì)，如不銹鋼、環(huán)氧樹脂或鈦合金等，可直接插入土壤中，與土壤直接接觸進(jìn)行溫濕度測(cè)量，部分傳感器的探頭還具有可伸縮功能，以便測(cè)量不同深度土壤的溫濕度。

  

  儀器 土壤溫濕度傳感器

• 信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊：負(fù)責(zé)將探頭測(cè)量到的土壤溫濕度物理量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，如電壓、頻率等，方便后續(xù)的數(shù)據(jù)處理和傳輸。

• 數(shù)據(jù)處理單元：對(duì)轉(zhuǎn)換后的電信號(hào)進(jìn)行校準(zhǔn)和處理，輸出標(biāo)準(zhǔn)化的土壤溫濕度數(shù)值，如體積含水量（% VWC）、溫度（℃）等，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。

• 通信接口：支持有線（如 RS485、4-20mA）或無線（如 LoRa、NB-IoT、WiFi）通信方式，將處理后的數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)、云平臺(tái)或其他數(shù)據(jù)接收設(shè)備，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)共享。

產(chǎn)品特點(diǎn)

• 高精度測(cè)量：能夠準(zhǔn)確測(cè)量土壤溫濕度，溫度測(cè)量誤差可控制在 ±0.5℃以內(nèi)，濕度測(cè)量誤差在 ±3% 以內(nèi)，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科研等提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。

• 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)：可按照設(shè)定的時(shí)間間隔，如每隔一分鐘甚至更短時(shí)間更新一次數(shù)據(jù)，及時(shí)反映土壤溫濕度的變化情況，便于用戶及時(shí)做出決策。

• 高耐用性：探頭采用優(yōu)質(zhì)材料制作，可承受強(qiáng)外力沖擊，不易損壞，且耐酸堿腐蝕，IP68 防護(hù)等級(jí)的傳感器可長(zhǎng)期埋入土壤中穩(wěn)定工作，使用壽命可達(dá) 3 至 5 年甚至更長(zhǎng)。

• 低功耗：部分傳感器采用低功耗設(shè)計(jì)，搭配太陽能電池板等儲(chǔ)能設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保和長(zhǎng)期穩(wěn)定工作，尤其適用于野外偏遠(yuǎn)地區(qū)的監(jiān)測(cè)6。

• 易于安裝和維護(hù)：體積小，重量輕，安裝、操作及維護(hù)簡(jiǎn)單方便，無需復(fù)雜的安裝工具和專業(yè)技術(shù)人員，降低了使用成本。

應(yīng)用領(lǐng)域

• 農(nóng)業(yè)領(lǐng)域

• 精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)灌溉：根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的土壤濕度數(shù)據(jù)，自動(dòng)控制灌溉系統(tǒng)的開啟和關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)灌溉，避免過度灌溉或灌溉不足，節(jié)約水資源的同時(shí)提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)。

• 作物健康管理：不同作物在不同的生長(zhǎng)階段對(duì)土壤溫濕度有不同的要求，通過土壤溫濕度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，可及時(shí)調(diào)整土壤環(huán)境條件，為作物提供***佳的生長(zhǎng)環(huán)境，減少病蟲害發(fā)生，提高作物的抗逆性。

• 土壤肥力評(píng)估：土壤溫度影響著土壤中微生物的活動(dòng)和養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化，土壤濕度則影響著養(yǎng)分的溶解和傳輸，結(jié)合土壤溫濕度數(shù)據(jù)可以更準(zhǔn)確地評(píng)估土壤肥力狀況，合理制定施肥方案。

• 環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域

• 地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警：在邊坡、堤壩等區(qū)域安裝土壤溫濕度傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)土壤濕度的變化情況，當(dāng)濕度出現(xiàn)突變時(shí)，結(jié)合其他監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)（如 GNSS 位移數(shù)據(jù)），可以及時(shí)預(yù)警滑坡、泥石流、潰壩等地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。

• 生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)：用于監(jiān)測(cè)森林、草原、濕地等生態(tài)系統(tǒng)中土壤的溫濕度，了解生態(tài)環(huán)境的變化對(duì)土壤的影響，為生態(tài)保護(hù)和修復(fù)提供科學(xué)依據(jù)。

• 工程建設(shè)領(lǐng)域

• 路基和地基監(jiān)測(cè)：在道路、橋梁、建筑物等工程建設(shè)中，監(jiān)測(cè)路基和建筑地基的土壤溫濕度，防止因土壤濕度變化導(dǎo)致的沉降、凍脹等破壞，保障工程的安全和穩(wěn)定。

• 隧道工程監(jiān)測(cè)：監(jiān)測(cè)隧道周圍土壤的溫濕度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)土壤濕度異常變化，預(yù)防隧道滲水、塌方等事故的發(fā)生。