一體化土壤水分監測儀是对体的点近幾年新興的一種監測土壤水分的傳感器，它是化土在重新審視土壤水分的應用要求和社會環境基礎上，借助互聯網的壤水顛覆性創新理念，結合現代工業設計中用戶體驗的分监分析技術，繼承了導管式和插針式的测仪各項優點，又彌補了他們的改进不足，開發了麵向大規模和更廣泛的对体的点應用場景的號稱“中國管”的新一代土壤含水率測量設備。本文主要介紹了其特點及改進建議。化土

1 前言

隨著我國國力的壤水不斷增強，農業已經走向了由傳統農業向現代農業的分监轉變之路，科技創新已逐步將人們從繁重的测仪體力勞動中解放出來，針對農業生產應運而生了許多高科技設備儀器，改进一體化土壤水分監測儀就是对体的点近幾年新興的一種監測土壤水分的傳感器，它是化土在重新審視土壤水分的應用要求和社會環境的基礎上，借助互聯網的壤水顛覆性創新理念，結合現代工業設計中用戶體驗的分析技術，以及大數據和物聯網的平台，重新設計的產品，集合了導管式和插針式的各項優點，又彌補了它們的不足，開發了麵向大規模和更廣泛的應用場景的號稱“中國管”的新一代土壤含水率測量設備。

2 產品主要特點

一體化土壤水分監測儀主要具備以下特點：

2.1 低能耗，集成一體化

低能耗，首次通過交流電源充電後，後期可直接由太陽能電板為電池供電，無外部供電工作時間超過30 d；集成一體化即物聯網通訊終端、數據存儲和處理單元、多深度水分及溫度傳感器、高性能電池在一個管中集成。

2.2 精度高，穩定性好

監測數據精度達到正負2%以下，含同位溫度校準，穩定性達到0.05%。

2.3 安裝使用便捷

現場操作僅需15 min，對作物根係土壤擾動較小，無需現場校準，智能啟停，極大地降低了人力需求。

2.4 環保

設備運行期間對環境無汙染,撤場後對環境無殘留汙染。

2.5 大數據支持

可完整記錄及備份產品生命期數據，支持大數據分析及移動設備訪問。

3 儀器改進意見

根據安裝和運行中出現的實際問題，對一體化土壤水分監測儀提出以下幾點改進意見：

3.1 鑽孔垂直度

該儀器的埋設深度根據監測作物種類的不同從60～120 cm不等，在安裝前需提前在地麵鑽孔，直徑約8 cm，待鑽孔達到安裝深度要求後，將設備安裝好。

但由於地層結構複雜，土壤質地在垂直剖麵上變化較大，僅靠肉眼觀察和人工操作，很難控製成孔的垂直度，也就很難保證設備安裝後的垂直度，這就會導致後期的監測數據出現一定的誤差。建議在鑽孔設備上增加用於控製垂直度的裝置，可以即時顯示鑽孔和地麵的角度關係，在人工鑽孔過程中，可以根據角度關係隨時調整方向，從而保證最終成孔的質量。

3.2 護壁泥漿

鑽孔深度達到安裝要求後，為了讓儀器能夠安裝牢固，需要提前將拌製好的泥漿倒入鑽孔內護壁，然後再將儀器緩慢壓至孔底，待儀器上標有的地麵線刻度與地麵齊平，且整個儀器穩定時，方可進行下一步工作。

目前對於護壁泥漿尚未提出標準的配合比，在實際操作過程中，由人工控製，且泥漿中含雜草、碎石等雜質較多，達不到儀器的安裝要求，後期監測數據也存在隱患。根據對已經安裝設備的護壁泥漿進行統計分析，建議在拌製泥漿時首先要清除土中的雜質，最佳的泥漿配合比方案如下：比重1.05～1.18，粘度18～24 s，含砂率不高於4%，泥漿拌製好後應當不停的攪拌，防止離析，在倒入鑽孔內時應當使用倒槽緩慢傾倒，保證護壁的均勻度。

3.3 電源係統

該儀器主要依靠內置的蓄電池供電，在初次使用時需在交流電源上充電8 h以上，待安裝完畢後，需外接太陽能充電板。太陽能充電板和儀器之間用長度1.5～3.0 m（根據實際需要）的電線連接。這種充電方式有2個弊端：

其一，儀器監測的作物大部分屬於大田作物，太陽能板和電線長期暴露在露天環境中，受風、霜、雨、雪等氣象災害影響較大，使用壽命縮短；

其二，太陽能板固定方式簡易，僅用3根金屬腳架插入土壤中，電線和儀器之間用簡易螺栓連接，極易脫落或人為損壞。鑒於上述原因，建議將充電裝置進行進一步改進，在太陽能板上加裝透明防盜保護罩，將連接電線加裝套管後埋入地下，並在儀器內部增加一塊備用充電電池，當終端數據平台檢測到儀器當前處於低電壓工作狀態時，通過遠程遙控切換至備用電池工作，再派工作人員到現場對充電設備進行檢修。保證儀器采集數據的連續性和完整性。

3.4 監測指標

目前，一體化土壤水分監測儀可以監控作物整個生理周期的水分變化情況，數據及時傳輸到終端平台，根據發展前景，建議後期在監測儀內部集成溫度、肥料等反映作物生長特性的傳感儀，使整個作物的主要生理指標都能夠動態的反映在終端數據平台，並且在平台上可以直觀的反映出區域間的作物生長和發育情況，便於人們更好的開展農業生產。

4 小結

在農業飛速發展的今天，一體化土壤水分監測儀具有非常廣闊的市場前景和發展空間，應當不斷完善和改進其功能，為實現農業現代化貢獻更大的力量。

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