DE3011420A1 - Electronic moisture measurement for plant irrigation control - using same artificial substrate for all soils to ensure uniformity - Google Patents
Electronic moisture measurement for plant irrigation control - using same artificial substrate for all soils to ensure uniformityInfo
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Abstract
Description
Vorrichtung und Verfahren zur elektronischen FeuchtemessungDevice and method for electronic moisture measurement
zur automatischen Steuerung von Bewässerungseinrnchtungen für Pflanzenkulturen.for the automatic control of irrigation systems for plant crops.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur dielektrischen Material- und Erdfeuchtigkeitsmessung mit besonderer Anordnung der Messelektroden in Verbindung mit Erdtemperaturmessung.The invention relates to an apparatus and a method for dielectric Material and soil moisture measurement with a special arrangement of the measuring electrodes in connection with earth temperature measurement.
Für die Feuchtigkeitsregelung bei der Pflanzenzucht stehen verschiedene Systeme der direkten und indirekten Feuchtigkeitsmessung zur Verfügung. Die naheliegende Art, die Feuchtigkeit über den Leitwert des Substrats zu messen ist nur bedingt verwendbar, da der Leitwert durch Salz und Säuregehalt, sowie durch die Bodendichte zu stark beeinflußt wird. Eine Düngergabe kann die Messwerte stark verändern.There are various options for regulating moisture levels in plant cultivation Systems of direct and indirect moisture measurement are available. The obvious one There is only limited way of measuring moisture using the conductivity of the substrate usable because the conductivity is due to salt and acidity, as well as to the soil density is influenced too much. Applying fertilizer can greatly change the measured values.
Andere Systeme, die den Wasserbedarf der Pflanzen über die Verdunstung in einem VergleichsgefäX fliessen, können den tatsächlichen Bedarf der Pflanzen nicht voll erfassen. Der Wasserbedarf weicht bei verschiedenen Kulturen wesentlich voneinander ab.Other systems that meet the water needs of plants through evaporation can flow in a comparison vessel, the actual needs of the plants do not fully capture. The water requirement differs significantly with different crops from each other.
Die Saugspannungsmessung im Substrat mittels Tonzelle gibt brauchbare Werte der Feuchtigkeitsmessung, die zwar den Beginn der Bewässerung steuern, aber im weiteren Ablauf, aufgrund der Trägheit des Systems, an eine Zeitschaltuhr gebunden ist. An sonnenarmen und kühlen Tagen kann diese Art der Bewässerung zu einer Überversorgung führen.The measurement of the suction tension in the substrate by means of a clay cell is useful Moisture measurement values that control the start of irrigation, but in the further process, due to the inertia of the system, tied to a timer is. On cool days with little sunshine, this type of irrigation can lead to oversupply to lead.
Die hier im folgenden offengelegte Erfindung bezieht sich auf einen Feuchtefühler, entsprechender Form und Bauart, der die Feuchtigkeitsmessung im Boden auf kapazitiver Basis vornimmt.The invention disclosed hereinafter relates to one Moisture sensor, of the appropriate shape and design, which measures moisture in the soil on a capacitive basis.
Für verschiedene Verwendungszwecke ist diese kapazitive, oder auch dielektrische Messart schon im Gebrauch und nicht neu.For different purposes this is capacitive, or also dielectric type of measurement already in use and not new.
Sie bietet gegenüber anderen Feuchtemessverfahren den Vorteil einer schnellen Reaktion der Erfassung des gesamten Erdfeuchtebereichs und ist unempfindlich gegenüber Temperatureinflüssen.Compared to other moisture measurement methods, it offers the advantage of a quick reaction of the detection of the entire earth moisture range and is insensitive against temperature influences.
Die bis å jetzt verwendeten kapazitiven Feuchtefühler gehen davon aus, das die Feuchtigkeit im Substrat gemessen wird.The capacitive humidity sensors used up to now assume this that the moisture in the substrate is measured.
Das Substrat bietet aber keinen gleichbleibenden Zustand. Auch übt der Leitwert bei zu großen El ektrodenab ständen einen Einfluss auf den Messwert aus. Dieser Leitwert wird durch verschiedene Faktoren bestimmt wie Substratsdichte, Beschaffenheit und pH-Wert. Des weiteren bringt eine glatte Oberfläche der Fühler auch den Nachteil einer Luftspaltbildung mit sich, was sich wieder ungünstig auf die Messung auswirkt.However, the substrate does not offer a constant state. Also practice the conductance if the electrode spacing is too large has an influence on the measured value the end. This conductance is determined by various Factors determines how Substrate density, texture and pH value. It also brings a smooth surface the sensor also has the disadvantage of creating an air gap, which is again unfavorable affects the measurement.
Diese Nachteile wurden erkannt und eine neue, kontaktverbessernde Fühlerform zum natürlichen Substrat hin entwickelt.These disadvantages have been recognized and a new one, which improves contact The shape of the probe has been developed towards the natural substrate.
Durch den Ausschluss des natürlichen Pflanzensubstrats aus der Messung, wurden damit auch die ihm anhaftenden Fehler zur Feuchtigkeitsmessung beseitigt.By excluding the natural plant substrate from the measurement, This also eliminates the inherent errors in moisture measurement.
Die Messelektroden werden nun in ein künstliches Substrat eingesetzt, das immer gleichbleibende Verhälltnisse gewährleistet.The measuring electrodes are now placed in an artificial substrate, that guarantees constant proportions.
Das Ersatzsubstrat, kurz Medium genannt, muss sich im natürlichen Pflanzensubstrat homogen verhalten und sich rasch an Feuchtigkeitsänderungen anpassen. In unseren Falle wird als Medium Fliess, Glasfaser oder Steinwolle verwendet. Eine organische Verrottung ist bei diesen Materialien nicht zu befürchten, und das Medium im Bedarfsfalle leicht zu ersetzen.The substitute substrate, called medium for short, must be in the natural Behave the plant substrate homogeneously and adapt quickly to changes in humidity. In our case, the medium used is fleece, fiberglass or rock wool. One Organic rotting is not to be feared with these materials, and the medium easy to replace if necessary.
Bei der weichen, rauhen Oberfläche der Ersatzmedien ist eine Luftspaltbildung nicht so leicht möglich, wie bei glatter Oberfläche.There is an air gap on the soft, rough surface of the replacement media not possible as easily as with a smooth surface.
Es wurde gefunden, daß durch einen geringen Abstand der Messelektroden der Einfluss durch Leitwertveränderungen wesentlich verringert wird. Fühler dieser Art lassen sich für klein- und großflächige Feuchtemessungen herstellen. Weiterhin bietet sich die schnelle Reaktion des Fühlers zur direkten Steuerung der Bewässerung an, denn es kann Beginn und Ende der Bewässerung direkt vom Fühler bestimmt werden und erübrigt damit eine zeitliche Steuerung mittels Schaltuhr.It has been found that by a small distance between the measuring electrodes the influence of changes in the conductance is significantly reduced. Feeler of this Art can be produced for small and large-area moisture measurements. Farther the sensor reacts quickly to directly control the irrigation because the start and end of watering can be determined directly from the sensor There is no need for time control by means of a timer.
Diese Erfindung schafft durch die Verbindung der kapzitiven Feuchtemessung mit einer Erdtemperaturmessung im gleichen Fühler ein Verfahren zur optimalen Bewässerung der Pflanzen.This invention creates by combining capacitive humidity measurement a method for optimal irrigation with a geothermal temperature measurement in the same sensor of the plants.
Dieses Verfahren zur Feuchtemessung berücksichtigt also in bestmöglichster Weise die Tatsache, daß das Pflanzenwachstum äa bekanntlich von der Erdtemperatur und der Umgebungstemperatur abhängt.This moisture measurement method takes into account the best possible Make sense of the fact that plant growth is known to depend on the temperature of the earth and the ambient temperature.
Es ist also angebracht, den Feuchtigkeitsgehalt des Substrats an steigende oder fallende Temperaturen anzugleichen Hierzu wurde im Fühler ein temperaturabhängiger Widerstand eingebaut der eine elektronische Schaltung in der gewünschten Weise beeinflusst.So it is appropriate to keep increasing the moisture content of the substrate or to adjust falling temperatures For this purpose, a temperature-dependent resistor built into an electronic circuit in the influenced the way you want.
Durch die kombinierte Messung von Erdfeuchte und Temperatur wird die Bedienung der Anlage durch den Benutzer auf ein Minimum reduziert Abb. 1 zeigt erfindungsgemäß einen Feuchtefühler in der vorher beschriebenen Form. Die Innenelektrode (1) befindet sich in einem nach aussen vollkommen isoliertem Rohr. (2) Um dieses Rohr(2) ist ein hygroskopisch aktives Material (?liest oaer Ersatzsubstrat)(3) gelegt, das mit er Umgebung (4) im natürlichen Substrat in gutem Kontakt steht. Die zweite Elektrode (5) wird durch ein Maschengeflecht um das Ersatzsubstrat gebildet. Der temperaturabhängige Widerstand (6) ist im unteren Teil des Fühlers eingebaut. Due to the combined measurement of soil moisture and temperature, the operation of the system by the user is reduced to a minimum. Fig. 1 shows according to the invention a moisture sensor in the form described above. The inner electrode (1) is located in a tube that is completely insulated from the outside. (2) A hygroscopically active material (? Reads oaer substitute substrate) (3) is placed around this tube (2) and is in good contact with the surroundings (4) in the natural substrate. The second electrode (5) is formed by a mesh around the replacement substrate. The temperature-dependent resistor (6) is built into the lower part of the sensor.
Claims (7)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19803011420 DE3011420A1 (en) | 1980-03-25 | 1980-03-25 | Electronic moisture measurement for plant irrigation control - using same artificial substrate for all soils to ensure uniformity |
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Publications (1)
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DE3011420A1 true DE3011420A1 (en) | 1981-10-01 |
Family
ID=6098228
Family Applications (1)
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DE19803011420 Withdrawn DE3011420A1 (en) | 1980-03-25 | 1980-03-25 | Electronic moisture measurement for plant irrigation control - using same artificial substrate for all soils to ensure uniformity |
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Country | Link |
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DE (1) | DE3011420A1 (en) |
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- 1980-03-25 DE DE19803011420 patent/DE3011420A1/en not_active Withdrawn
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