JPH01182753A - 土壌水分測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、土壌中に挿入され土壌中の水分を測定する土
壌水分測定装置に関し、特に土壌の含水量とバランスし
た含水量を保有する水分吸収体の重量を測定することに
より、土壌の水分を測定するようにした土壌水分測定装
置に関する。□［先行技術の記載コ 従来より土壌中の水分を測定する装置として、ポーラス
カップを用いたテンジオメータが用いられている。この
テンジオメータは、上記ポーラスカップに水を満たして
地中に埋め、土壌の乾燥状態に応じて生じる土壌中の吸
引力でポーラスカップ内の水が引っ張られ、同カップ内
に真空が生じることを利用し、この真空状態を水銀柱を
利用して測定するものである。しかしながらこのテンジ
オメータは、ポーラスカップ内の真空度が高まると、空
気が侵入してしまい、その測定精度が低下するという欠
点がある。また土壌の保水力に適合した潅水量を知るこ
とが塩類の障害防止に極めて重要なことであるが、テン
ジオメータでは、土壌の保水力以上の潅水量か、それに
及ばない潅水量かを知ることが至難である。

また土壌中の水分を測定値を与゛えるｐＦ値がテンジオ
メータ製品の種類によりばらつきを示し、理論的ｐＦ値
を与えるものは少ない。またポーラスカップには、水が
充填されているために、長期間地中に放置していると、
作物の根がその周りに絡みつき、土壌とポーラスカップ
との間の水のやり取りが妨げられ、また空気がカップ内
に入り易くなり、測定精度を低下せしめる欠点がある。

本発明者は、上記のテンジオメータの欠点に鑑み、これ
を解決すべく新規な土壌水分測定装置を特願昭６０−２
４７２１１８号（特開昭６２−１０８１３２号）におい
て提案した。

すなわちこの装置は、原理的には海綿状吸収体、すなわ
ち具体的には、スポンジを土壌と接触させ、土壌の水分
を吸収させた上でこの吸収体の重量を測定し、換算目盛
りにより対応する水分を知るように構成したものである
。

［発明が解決しようとしている問題点コ上記の特願昭６
０−２４７２１１８号で提案した土壌水分測定装置にお
いては、上記のごとく土壌の水分を海綿状吸収体に吸い
上げるべく構成したために、土壌の水分が十分でない場
合は、水分が吸収体に土壌とバランスして吸収されず、
土壌の水分に相当する重量が得られない欠点がある。

またある程度の平均的なｐＦ値を与えるようにするため
、吸収体と土壌との間におがくずなどを用いて保水効果
を吸収体と土壌との間のインタフェースに与えるように
させているが、おがくずは腐り易いためにたびたび交換
しなければならないので煩わしいものである。

このために密に土壌の水分とバランスした水分を海面状
吸収体に吸収保持させる構成が必要となる。

また海綿状吸収体と土壌との間のインタフェース材とし
て腐らないものを使用する必要がある。

［問題点を解決するための手段］ 以上の先行技術の土壌水分測定装置の欠点を解消すべく
、本願発明はなされたものであり、その基本構成によれ
ば、土壌中の測定孔に挿入され、土壌の水分を測定する
ようになった土壌水分測定装置において、 底部が前記土壌の測定孔に挿入されるようになった筒体
と、 上記筒体の上部に上下動可能に装着された重量測定手段
と、 吊り線を介して上記重量測定装置に接続された水分吸収
体と、 上記筒体の底部に嵌め込まれ、側面に開口を設けられる
とともに底部が開放され、上記土壌中の所定の深さまで
埋め込まれるようになった連絡管と、 上記連絡管の頂部に嵌め込まれ、水分測定時に上記水分
吸収体が着座している透水板と、上記連絡管内に詰め込
まれた水分透水材と、上記連絡管の底部に嵌め込まれ、
上記水分透水材を保持するための、開口を有する蓋体と
、上記透水板の下面に密着するように上記透水材に保持
され保水材と、 上記筒体内に水分を噴出し、上記水分吸収体に水分を含
ませための水分噴射手段と、□上記水分吸収体が前記透
水板に着座する非測定位置からこの水分吸収体が懸下さ
れる測定位置との間で上記重量測定手段を移動させる移
動装置と、を有する土壌水分測定装置が提供される。

［作用コ 上記本発明の構成により、特に保水材を設けたことによ
り、水分吸収体が土壌水分と良くバランスした状態で安
定良く水分を保持するために、信頼性ならびに再現性の
ある土壌水分が測定できるとともに、３８％から２４％
の範囲までの比較的広い範囲で土壌の水分が測定できる
。

［実施例コ 本発明を以下に実施例の形で、添付図を参照し゛て説明
する。

第１図は、本発明の一実施例である土壌水分測定装置の
透視図であり、その底部が所定の深さまで地中に埋め込
まれた状態で示されている。参照番号１は、測定装置の
本体である筒体を示し、その上部には、頂部に開口１０
ａを設けたキャップ１０が被せられている。なおキャッ
プ１６の肩部にあるつまみ１５は、後述□するばね秤を
上下させるため、孔１日を通して筒体１内邪に延びるワ
イヤ１９（第２図ならびに第３図）の一端に接続されて
いるものである。また筒体１の底部には、側面に多数の
開ロアａを設けた連絡管７が嵌め込まられている。　　
。

参照番号２１は、水容器であり、フレキシブルな管２１
ａを介して筒体１の内部上方と連通している。この水容
器は、底部が弾性体とされ、これを手指で押し込むこと
により水が管２１ａを介して筒体１内邪に噴射される。

第２図ならびに第３図は、土壌水分測定装置の縦断面図
を示すものであり、第２図は、非測定状体を示し、第３
図は、測定状態で示されている。

筒体１と同軸に開口１０ａに透明なガラス或はビニル樹
脂管３が嵌め込まれており、その上端には、キャップ１
０の開口１０ａ周辺にあたるフランジ部を有する口金１
７が嵌め込まれているとともに、その下端部には、貫通
孔１２ａを有するストッパ１２が嵌め込まれいる。

貫通孔１２ａには、下端にスプリング固定用の頭部１１
ａを有し、しかしてスプリング２３に通された棒材１１
の上部が貫通している。スプリング２３の上端は、上記
のストッパ１２に固定されている。すなわちスプリング
２３、ガラス管３、ストッパ１２ならびに棒材１１は、
ばねはかりを構成しており、ガラス管３に設けたメモリ
３ａにより棒材１１の上端の高さを読むようにすれば重
量が測定できる。

さらにストッパ１２は、その下方に延びる細管２４を支
持しており、細管２４の先端には、金具１３が設けられ
ている。金具１３には、上端がつまみ１５に接続された
ワイヤ１９の下端が接続されている。　！ＩＩＩ管２４
は、スプリング２３の触れ止めをするとともにばね杯全
体をワイヤ１９により上下させる際に長いストロークを
与えるように設けられている。

棒材１１の頭部１１ａには、下端にスポンジ製吸収体２
を接続した吊り線２０の上端が接続されている。第３図
に示す非測定時には、このスポンジ製吸収体２は、筒体
１の底部に嵌め込まれた透水板８にＭ座している。しか
しながら、測定時につまみ１５によりワイヤ１９を介し
てばね秤をストッパ１２がキャップ１０の頂部内壁にあ
たるまで引き上げると、吸収体２は、吊り線２０により
透水板８の上方に吊上げられる。

第４図を参照して、筒体１の底部に嵌め込まれた連絡管
７の詳細を説明する。なほこの連絡管７の役目は、上記
吸収体２に水容器２１からの水噴射により含まされた水
を被測定土壌中の含有水分とバランスするまで土壌中へ
透水させる土壌−測定装置間インタフェースの作用をす
るものである。

連絡管７の上部は、筒体１の底部に嵌め込まれるように
なっており、また下端には、複数の開口を設けた蓋体が
嵌め込まれている。この内部には、スポンジ材料９が詰
め込まれており、スポンジ材料９と透水板８の間に保水
材６が挟まれている。

以下に上記実施例の作動について説明する。

まず上記水分測定装置は、連絡管７が土壌に設けられた
所定深さの測定孔の底にあたるまで挿入され埋め込まれ
る。測定に際して、水容器２１から水が噴射され、吸収
体２に十分な水が含ませら゛れる。この状態で第２図の
非測定状態で所定時間放置する。

吸収体２の水分は、底から透水板８、保水材６ならびに
スポンジ材料９を通り、次いで連絡管７の開ロアａなら
びに蓋体１４の開口を通して土壌中に伝達される。しか
して、土壌中の水分と吸収体２の水分とがバランスした
状態で水分の伝達は止まる。

そこで第３図に図示のようにつまみ１５ならびにワイヤ
１９によりばね秤を引き上げると、スプリング２３は、
吊り線２０を介して吸収体２の重量により伸ばされる。

これにより棒材１１の上端のメモリ３ａを指示値として
読めば、土壌の水分を知ることができる。たとえば、上
記のメモリ３ａを直接ｐＦ値を与えるような換算メモリ
としておけば、直接土壌の水分状態が把握できる。

第５図は、本発明の土壌水分測定装置に設けられる含水
量検知機構を示す斜視図である。この検知機構は、前述
のスプリング２３等を利用した測定機構の代わりに本発
明の土壌水分測定装置に設けられるものである。

参照番号５５は、土壌水分測定装置の筒体１の上部に回
動可能に貫通される回転軸であり、中央部に断面翼形の
重錘５３が取り付けられていると共に、同回転軸５５の
重錘５３とは反対側に剛性の吊り棒５４が固定されてい
る。吊り棒５４の先端には、前述の水分吸収体２が、吊
り線２０を介して接続されている。

さらに筒体１の上部に固定されたナツト５日を介して、
調節螺子５７が設けられている。回転軸５５の一端部は
、折り曲げられて手動レバー５６が形成されている。

調整螺子５日を調整し、重錘５３の回転軸５５周りのモ
ーメントと、目的含水量の水分吸収体２の同回転軸５５
周りのモーメントとが釣り合うように設定するようにす
れば、手動によりレバー５６を調整螺子５８の先端に重
錘５３が当るまで時計方向に回動して離せば、もし水分
吸収体２が目的含水量以上に含水していれば、レバー５
６を離すと同時に、回転軸５５は吸収体色により回転さ
せられて戻されるが、目的含水量以下の含水状態であれ
は、回転軸５５は回転されず、レバー５６は、離しても
そのままの位置を保つ。このようにして、簡単な構造で
目的含水量を測定可能である。

またレバー５６などに電磁ソレノイドのプランジャ端を
結合するようにすれば、測定動作を自動化することも可
能である。

さて以上の構成において、透水板８は、多孔性の水分透
過性材料で構成されるが、たとえば人工荒目砥石に使用
される材料が好適に用いられる。

また保水材６としては、水を透過させるがある程度水の
透過に抵抗を与えることができるような材料が使用され
る。例えば、赤玉土、鹿沼土ならびに石綿などが挙げら
れるが石綿が非常に好適である。すなわち赤玉土や鹿沼
土は、かなりの厚さの層が必要となるが石綿においては
、非常に薄くて良い。石綿の場合は、数枚の薄層を重ね
合わせるように使用すると強度上効果的である。例えば
、８ｍｍ程度の厚さを得るようにすると良い。

さらに保水材６として硬質の材料を使用するならば、か
なりの強度が保水材に期待しうるものであるから上記の
スポンジ材９などを介さずに直接保水材６を土壌と接触
させることが可能となり、また水分吸収体２を透水板８
を介さずに直に保水材６上に保持することができる。よ
ってこの硬質材料を使用した場合には、透水板ならびに
スポンジ材料を省略でき、また蓋体の長さもかなり短く
できるので、土壌水分測定装置の構造を簡単にすること
ができる。

例えばこの硬質材料として、硬質石綿ならびに硬質石綿
製の保水材のｉ合には、その周囲を即乾性硬化剤などを
塗布ず名ようにすることが好ましく着脱に際して保水材
を破損する恐れが低減できる。

さらに石膏を使用する場合には、石膏材料に３０％程度
のセメントを混合して成形する。

［本発明の効果コ 以上の本発明の構成では、保水板６を設けるとともに多
量の水を吸収体２に含ませるようにしたために、土壌の
水分とバランスした状態私吸収体２部分で得られるため
、との重量測定によ□りかなり信頼度のある再現性の為
る値が得られる。また、その測定範囲も植物の栽瑣に必
要な範囲の３８％から２４％間での広い範囲が測定可能
となる。またはね秤を手持ち式とせず、筒体１内でスラ
イドしろる機械的に保持させる構成としたから、手ぶれ
などにより指示値が安定しないなどの問題が解消できる
。

以上本発明を実施例の形で説明してきたが、本発明は、
当該実施例に限定されず、特許請求の範　　−囲で示さ
れる範囲内で種々の変更が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す土壌水分測子装置の
斜視図を示す図。 第２図および第３図は、第１図の測定装置の縦断面図を
示し、第２図は、非測定状態を、第３図は、測定状態を
示す図。 第４図（Ａ）、（Ｂ）およびＣＣ’）は、第１図の測定
装置の底部を拡大して断面図と斜視図で示す図。 第５図は、第１図の測定装置に設けられる含水量検知機
構の概略斜視図を図示する。 １・・・・筒体、２．・・・・水分吸収体、３・−・・
ガラス費、６・・・・保水材、７・・・・連絡管、８・
・・・透水板、９・・・・水分透水材、１０・・・・キ
ャップ、１１・・・・棒材。 １２φ◆φ争スト・ンハ、１３◆φ令・金具、１４・・
・・蓋体、１５・◆・・つまみ、１７・令・・口金、１
８・争◆◆孔、１９・◆・◆ワイヤ、２０・・◆◆吊り
線、２１・・◆・水容器、２１ａ・・◆・フレキシブル
管、２３・φ・◆スプリング、２４◆◆争舎細管、５３
◆φφ◆重錘、５４・・・・吊り棒、５５・・・・回転
軸、５６◆・・・手動レバー、５７・・・・調整螺子、
５８・・・・ナツト 代理人　　弁理士　後　　藤　　武　　夫代理人　　弁
理士　藤　　本　　　　　礒第　３　図

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）土壌中の測定孔に挿入され、該土壌の水分を測定
   するようになった土壌水分測定装置において、 底部が前記土壌の測定孔に挿入されるようになった筒体
   と、 前記筒体の上部に上下動可能に装着された重量測定手段
   と、 吊り線を介して前記重量測定装置に接続された水分吸収
   体と、 前記筒体の底部に嵌め込まれ、側面に開口を設けられる
   とともに底部が開放され、前記土壌中の所定の深さまで
   埋め込まれるようになった連絡管と、 前記連絡管の頂部に嵌め込まれ、水分測定時に前記水分
   吸収体が着座している透水板と、 前記連絡管内に詰め込まれた水分透水材と、前記連絡管
   の底部に嵌め込まれ、前記水分透水材を保持するための
   、開口を有する蓋体と、前記透水板の下面に密着するよ
   うに前記透水材に保持され保水材と、 前記筒体内に水分を噴出し、前記水分吸収体に水分を含
   ませるための水分噴射手段と、 前記水分吸収体が前記透水板に着座する非測定位置から
   該水分吸収体が懸下される測定位置との間で前記重量測
   定手段を移動させる移動装置と、を有する土壌水分測定
   装置。
2. （２）特許請求の範囲の第１項に記載の土壌水分測定装
   置において、前記重量測定装置は、前記吊り線と接続さ
   れたスプリングと、該スプリングの伸びを測定する計測
   手段とを有してなる土壌水分測定装置。
3. （３）特許請求に範囲の第１項あるいは第２項に記載の
   土壌水分測定装置において、前記保水材は、石綿あるい
   は石膏のごとき無腐軽量材である土壌水分測定装置。
4. （４）特許請求の範囲の第１項から第３項までのいずれ
   か一つの項に記載の土壌水分測定装置において、前記透
   水材は、スポンジ製である土壌水分測定装置。
5. （５）特許請求の範囲の第１項から第４項までののいず
   れか一項に記載の土壌水分測定装置において、前記水分
   吸収体は、スポンジ製である土壌分測定装置。
6. （６）土壌中の測定孔に挿入され、該土壌の水分を測定
   するようになった土壌水分測定装置において、底部が前
   記土壌の測定孔に挿入されるようになった筒体と、 前記筒体の上部に上下動可能に装着された重量測定手段
   と、 吊り線を介して前記重量測定装置に接続された水分吸収
   体と、 前記筒体の底部に嵌め込まれ、水分非測定時に前記水分
   吸収体が着座する保水材と、 前記連絡管の底部に嵌め込まれ、前記保水材を保持する
   ための、開口を有する蓋体と、 前記筒体内に水分を噴出し、前記水分吸収体に水分を含
   ませるための水分噴射手段と、 前記水分吸収体が前記保水材に着座する非測定位置から
   該水分吸収体が懸下される測定位置との間で前記重量測
   定手段を移動させる移動装置と、を有する土壌水分測定
   装置。
7. （７）特許請求の範囲の第６項に記載の土壌水分測定装
   置において、前記保水材は、硬質石綿または石膏である
   土壌水分測定装置。
8. （８）特許請求の範囲の第７項に記載の土壌水分測定装
   置において、前記石膏は、セメントを混合して硬化して
   形成した土壌水分測定装置。
9. （９）管内に配置され、土壌の水分に相当する水分を含
   水するようになった水分吸収体の重量を検出して、土壌
   の水分を測定するようになった土壌水分測定装置に用い
   られる前記水分吸収体の重量測定装置において、前記管
   内の上部にその管内を貫通して回動可能に設けた回転軸
   と、 前記回転軸に一端が固定され、他端で吊り線を介して前
   記水分吸収体を吊す吊り棒と、 前記回転軸の一端に設けられた回動用レバーと、前記回
   転軸に前記吊り棒とは反対の側で固定された重錘と、 前記管の上部に螺着され、先端が前記重錘に接触するよ
   うにされた調節螺子とを有し、 前記調節螺子を調節して、土壌潅水要求水分に相当する
   水分を含水する前記水分吸収体と重錘とが互いにバラン
   スするようにされている吸収体の重量測定装置。