طراحی و ساخت حسگر خازنی رطوبت خاک بر مبنای ثابت دی الکتریک آب

در سرزمین خشکی مانند ایران مدیریت آب و رطوبت خاک در اراضی کشاورزی یکی از ضروریات این حوزه به شمار میرود.اندازهگیری رطوبت خاک معمولا فرآیندی هزینه بر و زمانبر میباشد. با ورود حسگرهای مختلف اندازهگیری رطوبت، اندازه-گیری راحتتر و سریعتر رطوبت، زمینه افزایش تولید و صرفهجویی در هزینهها به ویژه در بخش کشاورزی فراهم گردید. یکیاز حسگرهای مورد استفاده در بخش کشاورزی، حسگر اندازهگیری رطوبت خاک میباشد که در مکانیزه شدن آبیاری، صرفه-جویی در میزان آب مورد نیاز و کاهش هزینهها بسیار موثر بوده است. در این مقاله یک حسگر رطوبت خاک الکتریکی جدیدبا دقت بالا و میزان خطای کم معرفی میشود. حسگر طراحی شده شامل یک نوسانگر موج مربعی از نوع مولتی ویبراتور آستابلاست که فرکانس خروجی آن وابسته به ظرفیت خازنی سر حسگر است که در خاک قرار میگیرد. به این صورت که با تغییراترطوبت خاک ظرفیت خازنی سر حسگر تغییر کرده و به دنبال آن، فرکانس نوسانگر تغییر میکند. بر اساس تغییرات فرکانسنوسانگر، میزان رطوبت خاک گزارش میشود. به عبارت دیگر، سر حسگر که یک خازن با دیالکتریک آب است، تغییراترطوبت خاک را به یک کمیت الکتریکی از نوع خازنی تبدیل کرده و این نیز فرکانس خروجی مولتی ویبراتور را تعیین میکند.حسگر طراحی شده میتواند با دقت بالا و در خاکهای با بافتهای متفاوت و در اعماق مختلف میزان رطوبت را بسنجد. بهطوری که رطوبت اندازهگیری شده توسط حسگر و روش وزنی دارای همبستگی ۹۹ % میباشد.