Cảm biến thế nước đất là thiết bị cốt lõi để theo dõi chính xác động lực nước của đất, chất lượng lắp đặt ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác và độ tin cậy của việc thu thập dữ liệu. Sau đây là quy trình cài đặt tiêu chuẩn hóa và các điểm kỹ thuật then chốt:
Kế hoạch và lựa chọn ban đầu
1. Nguyên tắc điển hình
Lựa chọn điểm giám sát tiêu biểu theo mục đích nghiên cứu: Đất canh tác phải tránh rãnh và bờ ruộng, đất rừng phải cách xa cơ sở thân cây, đất dốc thích hợp chọn giữa sườn dốc. Mỗi ha đề nghị thiết lập 3 - 5 điểm mẫu lặp lại, loại bỏ lỗi không đồng chất của không gian.
2. Chiến lược thay thế lớp
Xác định độ sâu chôn theo độ sâu phân bố rễ chính của cây trồng (ví dụ: ruộng ngô 40-60cm, vườn cây ăn quả 80-120cm), khoảng cách giữa các lớp cần lớn hơn 20cm khi giám sát nhiều lớp, tránh gây nhiễu lẫn nhau.
3. Tránh môi trường
Cấm lắp đặt trong khu vực tích tụ phân bón, ống tưới hoặc xen kẽ rễ lớn, duy trì trên 30cm so với nền tảng đá/xây dựng, giảm trôi bằng không do đùn vật lý.
II. Chuẩn hóa các bước cài đặt
1. Hoạt động khoan trước
Sử dụng thanh dò bằng thép không gỉ nhỏ hơn một chút so với đường kính ngoài của cảm biến để đục lỗ theo chiều dọc, các bức tường lỗ cần được giữ mịn và không bị sạt lở. Đất cát có thể xoáy trực tiếp vào, đất dính đề nghị đổ nước bôi trơn rồi cắm vào.
2. Định vị chính xác và cố định
Đặt đầu cốc gốm cảm biến xuống đáy lỗ và sử dụng công cụ ép màng đặc biệt để nén đất xung quanh từng lớp, đảm bảo cảm biến tiếp xúc chặt chẽ với đất. Khu vực đất sét có thể trộn một lượng nhỏ cát thạch anh để cải thiện giao diện tiếp xúc.
3. Điều trị bảo vệ cáp
Cáp dẫn được chôn dưới dạng uốn cong'U'để ngăn lực kéo dẫn đến đầu dò. Phần dưới lòng đất được bọc bằng ống nhựa PVC, phần bề mặt được bọc bằng ống kim loại và ba lớp được quấn bằng vải chống thấm ở khớp.
4. Niêm phong chống bay hơi
Các lỗ chân lông được lấp đầy bằng các lớp đất thô loại bỏ đá và lớp bề mặt được bao phủ bởi hỗn hợp than cỏ dày 5cm, vừa duy trì trao đổi khí vừa ngăn chặn sự bay hơi của nước. Địa mạo đá có thể được bịt kín bằng silicon.
III. Chương trình phù hợp với cảnh đặc biệt
Ứng dụng khu vực đông lạnh: bọc vật liệu cách nhiệt bọt dày 20cm ở ngoại vi cảm biến trước khi mùa đông đến, loại bỏ kịp thời sau khi tan băng vào mùa xuân.
Cải tiến đất mặn: đầu tiên ngâm cảm biến với nước khử ion trong 48 giờ, sau khi lắp đặt, tiêm dung dịch axit clohydric loãng hàng tuần để rửa sạch bề mặt gốm.
Quan sát di động: Phối hợp với hệ thống cung cấp năng lượng mặt trời di động, thiết kế phích cắm nhanh được sử dụng để tạo điều kiện di chuyển thường xuyên các điểm giám sát.
IV. Kiểm tra và bảo trì chu kỳ
Thiết bị mới cần thiết lập đường cong hiệu chuẩn với hàm lượng nước trọng lực được đo bằng phương pháp sấy khô, tiến hành kiểm tra tỷ lệ tại chỗ trước và sau mùa mưa hàng năm. Bảo trì hàng ngày bao gồm kiểm tra hàng tháng về điện trở cách điện của cáp (>100MΩ), khẩu độ của tấm thấm áp suất hiệu chuẩn hàng quý và nên được lấy ra và lưu trữ trong lò sấy khi không sử dụng trong thời gian dài.
Bằng cách thực hiện nghiêm túc các thông số kỹ thuật lắp đặt trên, nó có thể nâng cao hiệu quả tính đại diện không gian và thời gian của dữ liệu giám sát tình hình nước đất và cung cấp cơ sở đáng tin cậy cho các quyết định tưới tiêu và nghiên cứu sinh thái. Giám sát từ xa được khuyến nghị kết hợp với công nghệ IoT, nhưng cần chú ý đến ảnh hưởng của nhiễu điện từ đối với việc truyền tín hiệu.