Как работают датчики полива?

В современном сельском хозяйстве система орошения является важным инструментом для эффективного использования водных ресурсов и здорового роста сельскохозяйственных культур. Датчики орошения играют важную роль как «глаза» и «мозг» системы орошения. В этой статье мы познакомим вас с типами датчиков орошения, их принципом работы и их прикладной ценностью в сельскохозяйственном производстве.

 Введение в систему орошения

Система орошения относится к использованию современных электронных информационных технологий, автоматизированного управления и контроля сельскохозяйственных угодий для достижения цели точного орошения и водосберегающего орошения. Обычно включает в себя следующие компоненты:

- Полевые датчики: используются для мониторинга параметров окружающей среды, таких как влажность почвы, температура и количество осадков.

- Контроллер: автоматически регулирует график полива в соответствии с данными датчиков.

- Исполнительные механизмы: такие как водяные насосы, электромагнитные клапаны и т. д., используемые для выполнения ирригационных операций.

- Трубопроводная сеть: используется для транспортировки оросительной воды.

датчики оборудования системы орошения

Анемометр Датчик скорости ветра	Датчик направления ветра	Датчик дождя с опрокидывающимся ковшом	Датчик испарения	Датчик продолжительности солнечного сияния
Датчик атмосферной температуры, влажности и давления воздуха	ультразвуковой датчик скорости и направления ветра	Ультразвуковой датчик метеостанции 5 в 1	Ультразвуковой датчик метеостанции 6 в 1	Ультразвуковой датчик метеостанции 7 в 1
Датчик углекислого газа (датчик CO2)	Датчик pH почвы	Датчик температуры и влажности почвы 3 в 1	датчик освещенности	Датчик влажности и температуры почвы

 Типы датчиков полива

Датчики орошения являются ключевым оборудованием для достижения точного орошения, они могут определять и измерять различные параметры окружающей среды сельскохозяйственных угодий и преобразовывать эту информацию в электрические сигналы или другие измеряемые формы для анализа и обработки в системе орошения. Обычные датчики орошения включают:

1. Датчик влажности почвы :

   - Цель: Измерение содержания влаги в почве.

   - Типы: емкостные, резистивные, отражательные характеристики во временной области (TDR), отражательные характеристики в частотной области (FDR) и т. д.

   - Принцип:

     - Емкостный: измерение содержания влаги путем использования зависимости между диэлектрической проницаемостью почвы и содержанием влаги.

     - Резистивный: отражает содержание влаги на основе изменений сопротивления почвы.

     - Временной диапазон отражения (TDR): оценивает содержание влаги путем измерения скорости распространения электромагнитных волн в почве.

     - Отражение в частотной области (FDR): определяет диэлектрическую проницаемость путем анализа частотной характеристики электромагнитных волн.

2. Датчик температуры почвы:

   - Цель: Измерение температуры почвы для понимания условий роста и транспирации сельскохозяйственных культур.

   - Принцип: Измерение температуры почвы с помощью термочувствительных элементов, таких как термисторы или термопары.

3. Датчик осадков:

   - Цель: Измерение количества осадков для своевременной корректировки графика полива с целью избежания чрезмерного полива. Принцип: Измерение количества осадков с помощью дождевой бочки или термопары.

   - Принцип: Измерение количества осадков с помощью датчика в виде бочки для сбора осадков или опрокидывающегося ведра. 

4. Датчик интенсивности света :

   - Цель: Измерение интенсивности света для понимания фотосинтеза и потребности растений в воде. Принцип: Измерение интенсивности света с помощью светочувствительного элемента (например, датчика).

   - Принцип: Измерение интенсивности света с помощью фоточувствительного элемента (например, фотодиода).

5. Датчики скорости и направления ветра :

   - Цель: Мониторинг скорости и направления ветра в сельскохозяйственных районах для принятия решений по орошению. Принцип: Измерение скорости и направления ветра с помощью анемометра и фотодиода.

   - Принцип: Измерение скорости и направления ветра с помощью анемометра и флюгера.

6. Датчик электропроводности (EC) (датчик EC почвы):

   - Цель: контролировать засоление почвы и помогать регулировать ЕС оросительной воды, чтобы избежать повреждения урожая, вызванного накоплением соли. Принцип: измерение засоления почвы с помощью анемометра и ветромера.

   - Принцип: Измерение электропроводности почвенного раствора для определения содержания в нем солей.

Как работают датчики полива?

Датчики орошения работают на разных физических и химических принципах, считывая и измеряя изменения параметров окружающей среды сельскохозяйственных угодий и преобразуя их в электрические сигналы или другие измеряемые формы. Ниже приведены принципы работы нескольких распространенных датчиков:

1. Датчик влажности почвы:

   - Емкостной: использует соотношение между диэлектрической проницаемостью почвы и содержанием влаги для измерения влажности. По мере увеличения содержания влаги в почве диэлектрическая проницаемость увеличивается, а вместе с ней и значение емкости.

   - Резистивный: Отражает содержание влаги на основе изменений электрического сопротивления почвы. По мере увеличения содержания влаги в почве значение сопротивления уменьшается.

   - Time Domain Reflectance (TDR): содержание влаги определяется путем измерения скорости распространения электромагнитных волн через почву. Электромагнитные волны распространяются медленнее во влажной почве.

   - Отражательная способность в частотной области (FDR): Диэлектрическая проницаемость определяется путем анализа частотной характеристики электромагнитных волн. Диэлектрическая проницаемость пропорциональна содержанию влаги.

2. Датчики температуры почвы:

   - Термистор: измеряет температуру почвы, используя свойство сопротивления термистора изменяться в зависимости от температуры.

   - Термопара: использует электрический потенциал, создаваемый разницей температур между точками контакта двух разных металлов, для измерения температуры.

3. Датчик осадков:

   - Дождевая бочка: рассчитывает количество осадков путем сбора дождевой воды и измерения ее объема.

   - Датчик ковша: рассчитывает количество осадков по количеству переворачиваний ковша.

4. Датчик интенсивности света :

   - Фотодиод: измеряет интенсивность света путем преобразования световой энергии в электрический сигнал посредством фотоэлектрического эффекта.

5. Датчики скорости и направления ветра :

   - Анемометр: измеряет скорость ветра с помощью вращающихся лопастей или ультразвуковых волн.

   - Анемометр: измеряет направление ветра по положению индикатора.

 Роль и значение датчиков орошения

Датчики орошения играют неотъемлемую роль в сельскохозяйственном производстве. Они способны отслеживать различные параметры окружающей среды сельскохозяйственных угодий в режиме реального времени, предоставляя точные данные для поддержки системы орошения. Анализируя и обрабатывая эти данные, система орошения может автоматически корректировать график орошения для достижения целей точного орошения и водосберегающего орошения. Это не только повышает эффективность использования воды, но и способствует здоровому росту сельскохозяйственных культур и повышению урожайности. Кроме того, датчики орошения могут помочь фермерам лучше понять фактическое положение сельскохозяйственных угодий, разработать более научные меры по управлению сельским хозяйством и улучшить автоматизацию и интеллектуальность сельскохозяйственного производства.

1. Оптимизация стратегий орошения для достижения экономии воды и сокращения выбросов:

   - Мониторинг в реальном времени: датчик может отслеживать влажность почвы, температуру и другие ключевые параметры в реальном времени, предоставляя точные данные для системы орошения.

   - Автоматическая настройка: анализируя и обрабатывая эти данные, система орошения может автоматически корректировать график орошения для достижения цели точного орошения и экономии воды.

   - Динамическая регулировка: датчик также можно комбинировать с метеостанциями, облачными платформами и другими системами для динамической регулировки стратегии орошения в соответствии с текущими погодными условиями, что еще больше повышает эффект экономии воды.

2. Улучшить качество и урожайность урожая:

   - Научное принятие решений: датчик может отслеживать условия роста и потребности сельскохозяйственных культур в режиме реального времени, предоставляя фермерам научную основу для принятия решений по орошению.

   - Точное орошение: благодаря точному орошению можно удовлетворить потребность сельскохозяйственных культур в воде, способствуя здоровому росту и развитию сельскохозяйственных культур.

   - Комплексное управление: датчик также может контролировать температуру почвы, интенсивность освещения и другие параметры, предоставляя фермерам исчерпывающую информацию о росте сельскохозяйственных культур и помогая разрабатывать более обоснованные меры управления сельским хозяйством, такие как внесение удобрений и борьба с вредителями.

3. Сокращение эксплуатационных расходов и расходов на техническое обслуживание:

   - Раннее оповещение: датчики могут отслеживать рабочее состояние ирригационного оборудования в режиме реального времени и своевременно обнаруживать потенциальные утечки, засоры и другие проблемы.

   - Своевременное техническое обслуживание: благодаря раннему предупреждению и своевременному техническому обслуживанию можно избежать непредвиденных простоев и производственных потерь из-за отказа оборудования.

   - Сокращение затрат: датчики также могут помочь фермерам более точно определить потребности в орошении и сократить ненужное оросительное оборудование и затраты труда, тем самым снижая эксплуатационные расходы.

4. Содействовать процессу модернизации и интеллектуализации сельского хозяйства:

   - Точная эксплуатация: датчики орошения, являющиеся важной частью интеллектуального сельского хозяйства, применяются для содействия модернизации и интеллектуальному процессу сельскохозяйственного производства.

   - Интеллектуальное управление: датчики можно комбинировать с современным сельскохозяйственным оборудованием, таким как беспилотники и интеллектуальная сельскохозяйственная техника, для реализации точной работы и интеллектуального управления сельскохозяйственными угодьями.

   - Поддержка данных: посредством мониторинга и анализа параметров окружающей среды сельскохозяйственных угодий в режиме реального времени датчики могут предоставлять фермерам более точные и научные рекомендации по управлению сельским хозяйством.

5. Содействовать устойчивому развитию сельского хозяйства:

   - Экономия ресурсов: благодаря точному орошению, экономии воды и сокращению выбросов можно сократить отходы и загрязнение водных ресурсов, а также защитить экологическую среду.

   - Сокращение загрязнения: датчики также могут контролировать уровень питательных веществ в почве и условия роста сельскохозяйственных культур, предоставлять фермерам научные рекомендации по внесению удобрений, сокращать использование химических удобрений и пестицидов, а также снижать риск загрязнения сельскохозяйственных поверхностей.

   - Устойчивое развитие: эти меры способствуют защите агроэкологической среды и реализации устойчивого развития сельскохозяйственного производства.

 Подвести итог

Датчики орошения, как основной компонент системы орошения, обеспечивают надежную поддержку точного орошения и водосберегающего орошения посредством мониторинга в реальном времени различных параметров окружающей среды на сельскохозяйственных угодьях. Они не только повышают эффективность использования водных ресурсов, но и способствуют здоровому росту и урожайности сельскохозяйственных культур. С непрерывным развитием сельскохозяйственных технологий датчики орошения будут играть более важную роль в будущем сельскохозяйственном производстве. Поэтому мы должны усилить исследования и применение датчиков орошения для содействия модернизации и интеллектуализации сельскохозяйственного производства.