JPH09271276A - 土壌潅水指示装置及びその方法 - Google Patents

土壌潅水指示装置及びその方法

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JPH09271276A
JPH09271276A JP11186696A JP11186696A JPH09271276A JP H09271276 A JPH09271276 A JP H09271276A JP 11186696 A JP11186696 A JP 11186696A JP 11186696 A JP11186696 A JP 11186696A JP H09271276 A JPH09271276 A JP H09271276A
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JP
Japan
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soil
irrigation
sensor
electric resistance
resistance value
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JP11186696A
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Tsutomu Nishide
勤 西出
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SANWA DENKI KK
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SANWA DENKI KK
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 センサーの特性のバラツキがなく略同一の検
出値が得られる測定精度と、土質の相違から生ずる特性
の変化がない汎用性とを備え、測定原理が簡単で、取扱
い容易、故障が少なく、自動化も低廉になし得る土壌潅
水指示装置及びその方法を提供する。 【解決手段】 硫酸カルシウム粉末に水を加えて形成し
た多孔質の柱状吸湿体をセンサー10として検出土壌中
に埋設設置し、併設した電極11、12から出力される
土壌水分張力値pFに相当する検出電気抵抗値dRと、
所望の水分張力値pFに相当する設定電気抵抗値sRと
を比較して、前者が後者を超えたときに、潅水指示信号
41を出力させる、または、電磁弁を作動させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、所望の乾燥に達
した土壌に向けて潅水を指示する装置及びその方法に関
し、より詳言すれば、潅水の対象となる土壌にセンサー
を埋設設置し、そのセンサーによって検出される電気抵
抗値dRが土壌に含まれる水分の減少(乾燥)に伴なっ
て上昇する現象、及び、植物の根の吸水力に匹敵する土
壌水分張力pFと土壌電気抵抗値dRとの間に特定の相
関関係が存在する現象を利用して、検出値が所望の設定
値に達したときに潅水を指示する土壌潅水指示装置及び
その方法に関する。
【0002】
【従来の技術】土壌の水分張力測定方法として、従来、
テンショメーター方式がある。このテンショメーター方
式は、水銀マノメーターに連結させた多孔質の素焼容器
を土壌中に埋設し、そして、その容器とマノメーターに
水を満たしたキャピラリーポテンシオメーターを使用
し、容器の壁の内外の水分差によって毛管張力が変化す
るのに伴なってマノメーター内の水銀柱が上下動する原
理を利用して、水銀高さから土壌の毛管張力を求めるも
のである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前述した従来のテンシ
ョメーター方式は、測定中に水を注入する繁雑さがある
こと、毛管張力がpF2.6附近で土中の空気が混入し
て測定誤差が生じることなどの欠点があった。
【0004】この発明の目的は、使用するセンサーの特
性のバラツキがなく略同一の検出値が得られる良好な測
定精度と、測定対象となる土質の相違から生ずるセンサ
ーの特性の変化がない汎用性とを備え、テンショメータ
ー方式のように測定中注入すべき水を用意する必要もな
く、測定原理が簡単で、取扱い容易、かつ、故障が少な
く、自動化も低廉になし得る、土壌潅水指示装置及びそ
の方法を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明による土壌潅水
指示装置は、上記の目的を達するために、次の構成を設
ける。すなわち、本発明は、硫酸カルシウム粉末を主材
としそれに水を加えて形成した多孔質の柱状吸湿体から
なるセンサーと、そのセンサー内における互いに離れた
位置に対設された一対の電極と、その一方の電極への交
流電流供給手段とを備え、検出された土壌水分張力値p
Fに相当する電気抵抗値dRを前記他方の電極から出力
する土壌中の水分張力値検出手段と、前記他方の電極の
出力側に設けた所望の土壌水分張力値pFに相当する電
気抵抗値sRを設定する潅水信号出力値設定手段と、前
記検出電気抵抗値dRと前記設定電気抵抗値sRとを比
較して前者が後者を超えたときに出力を許すスイッチン
グ回路と、そのスイッチング回路からの指令によって出
力される所定の電圧電源とを備えた潅水指示信号出力手
段と、その潅水指示信号の出力によって作動する潅水指
示手段と、からなるものである。
【0006】前項に記載する潅水指示手段の一具体例と
して、表示灯と、その表示灯を点滅させる発振回路とを
設ける。
【0007】前項に記載する潅水指示手段を電磁弁から
なる潅水手段に置き換える構成とすることも容易に可能
である。
【0008】
【発明の実施の形態】この発明による土壌潅水指示装置
は、図1で示すように、土壌5中の水分張力値検出手段
1と、潅水信号出力値設定手段2と、潅水指示信号出力
手段3と、潅水指示手段4とによって構成される。
【0009】水分張力値検出手段1は、センサー10
と、そのセンサー10内に対設された一対の電極11及
び12と、一方の電極11への交流電流供給手段13例
えば160Hzの発振回路から成る。
【0010】センサー10は、硫酸カルシウム粉末を主
材とし、それに水を加えて形成した多孔質の柱状吸湿体
であって、計測時には、このセンサー10を土壌5の表
面から土中の鉛直方向に埋設設置する。
【0011】センサー10の長さは、土壌中における植
物の主要根群域の深さに対応させた長さとし、例えば5
cm、10cm及び15cmの3種類をあらかじめ用意
することが望ましい。これは、主要根群の深さの全範囲
に対応させようとするものである。
【0012】これに対して、センサー10を、主要根群
の深さの中間の範囲に対応させようとする部分範囲対応
型の計測方式によって使用することも可能である。この
方式は、土壌の深浅差から生ずる含水差が、その土壌の
深さの中間の範囲における測定値をもって全体の平均含
水比とみなす、とするものである。従って、例えば、地
中15cmの深さに主根群の長さが達している土壌で
は、その中間の深さ7.5cmの地点にセンサー10を
設置したのと同じで、それを主根群全体の平均水分張力
値とみなすことが可能である。この部分範囲対応型の計
測方式によれば、センサー10の長さを主要根群の深さ
全体に対応させることを要せず、その長さを約1/2に
短縮させることができ、取扱い易い。
【0013】次に、図2及び図3で示すように、土壌の
電気抵抗値dR(kΩ)と土壌の水分張力値pFとの相
関関係のグラフ化が本発明の基礎となるので、以下にそ
の説明をする。
【0014】まず、遠心力と平衡関係にあるセンサー1
0内の水分張力値pFを求めるには、遠心分離器(図示
せず)を使用してセンサー10から水分を脱水させる検
量(キャリブレーション)方式を採用する。そして、セ
ンサー内の水分張力値pFは遠心力と平衡関係にあるか
ら、 h:単位面積当りの水柱高さ(cm) g:重力の加速度(cm/sec2 ) r:旋回半径 n:回転数(rpm) 底に孔のあいている円筒形ステンレス容器の内径:30
mm とすれば、水分張力値pFは、 pF= logh= log(r/g)(πn/30)2 であらわすことができ、その検量方式による計測データ
を基礎にして、水分張力値pFと電気抵抗値dRとの関
係をグラフ化する。このようにして作成されたセンサー
10の電気抵抗値dRと水分張力値pFとの関係を示す
グラフが図2及び図3である。
【0015】図2及び図3は、いずれもセンサー10に
よって検出された電気抵抗値dRと、それに相当する土
壌水分張力値pFとの関係曲線を示すグラフであって、
双方は殆んど同一の特性曲線であることが理解される。
【0016】それに加えて、図2で示すグラフは、セン
サー10の個体差から生ずる特性のバラツキを解消した
実測例を示すものである。センサー10の個体差から生
ずる特性の相違は、センサー作成時に硫酸カルシウム粉
末に加えられる水の配合比を同一にする場合に解消さ
れ、図2で示すように、殆んど均一な特性のセンサー1
0が得られる。
【0017】図3で示すグラフは、土質の相違からみた
関係曲線を示すものであって、例えば、一方が標準砂で
あるのに対し、他方が砂壌土である場合の実測値であ
る。このデータによれば、土質が相違しても前記関係曲
線は変らないことが示されている。
【0018】図1に戻って、センサー10内には、互い
に離れた位置に一対の棒状乃至板状の電極11及び12
を対向して設置する。そして、一方の電極11には例え
ば160Hzの発振回路による交流電流供給手段13を
入力させる。このような状態下でセンサー10を土壌中
に埋設すると、他方の電極12から土壌の水分張力値p
Hに相当する電気抵抗値dR(kΩ)が検出される。検
出電気抵抗値dR(kΩ)は土壌中に含まれる水分の減
少(乾燥)が進むのに伴なって上昇する。
【0019】潅水指示信号の出力値を設定する手段2と
して、他の電極12の出力側にpF値可変設定器を設け
る。この設定器によるpF設定値は、植物の品種や生育
段階に対応して、例えば、pF2.5に相当する設定電
気抵抗値sR=1.5kΩ、またはpF3.0に相当す
る設定電気抵抗値sR=20kΩなどのように、シフト
を変更して設定することができる。
【0020】潅水指示信号出力手段3では、スイッチン
グ回路30と、そのスイッチング回路からの指令によっ
て出力される所定の電圧を得るための電源例えば3Vの
乾電池31及び、その電源31の出力側に設けた例えば
2Vの定電圧回路32とからなる。
【0021】スイッチング回路30では、センサー10
による検出電気抵抗値dRと設定器2による設定電気抵
抗値sRとが比較され、前者が後者を超えたときにON
となり、潅水指示信号が発振点滅回路40に出力され
る。
【0022】潅水指示手段4は、定電圧回路32の出力
側に設けた例えば1Hzの発振点滅回路40と、その回
路の出力側に設けた表示灯41とからなる。
【0023】潅水指示手段4は、電磁弁(図示せず)か
らなる潅水手段に置き換えて潅水の自動化を図ることも
容易に可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明による土壌潅水指示装置の具体的な
一実施例を説明するためのブロックダイヤグラム、
【図2】 この発明装置に使用するセンサーの特性であ
る土壌水分の浸透によって生ずる検出電気抵抗値dRと
それに相当する土壌水分張力値pFとの関係曲線を示す
グラフであって、とりわけ、センサーの個体差によって
も、その関係曲線の特性が均一であることを実測値で示
す。
【図3】 この発明装置に使用するセンサーの特性であ
る土壌水分の浸透によって生ずる検出電気抵抗値dRと
それに相当する土壌水分張力値pFとの関係曲線を示す
グラフであって、とりわけ、測定の対象となる土質が相
違しても、その関係曲線の特性が同一であることを実測
値で示す。
【符号の説明】
1 土壌中の水分張力値検出手段 10 センサー 11及び12 一対の電極(陽極と陰極) 13 一方の電極への交流電流供給手段 dR 他方の電極から出力される土壌水分張力値pFに
相当する検出電気抵抗値 2 他方の電極の出力側に設けた潅水信号出力値設定手
段 sR 設定された土壌水分張力値pFに相当する設定電
気抵抗値 3 潅水指示信号出力手段 30 スイッチング回路 31 電源例えば3Vの乾電池 32 電源31の出力側に設けた定電圧回路 4 潅水指示手段 40 点滅発振回路 41 表示灯 5 土壌

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】硫酸カルシウム粉末を主材としそれに水を
    加えて形成した多孔質の柱状吸湿体からなるセンサー
    と、そのセンサー内における互いに離れた位置に対設さ
    れた一対の電極と、その一方の電極への交流電流供給手
    段とを備え、検出された土壌水分張力値pFに相当する
    電気抵抗値dRを前記他方の電極から出力する土壌中の
    水分張力値検出手段と、 前記他方の電極の出力側に設けた所望の土壌水分張力値
    pFに相当する電気抵抗値sRを設定する潅水信号出力
    値設定手段と、 前記検出電気抵抗値dRと前記設定電気抵抗値sRとを
    比較して前者が後者を超えたときに出力を許すスイッチ
    ング回路と、そのスイッチング回路からの指令によって
    出力される所定の電圧電源とを備えた潅水指示信号出力
    手段と、 その潅水指示信号の出力によって作動する潅水指示手段
    と、 からなる土壌潅水指示装置。
  2. 【請求項2】潅水指示手段が、表示灯と、その表示灯を
    点滅させる点滅発振回路と、からなる請求項1に記載の
    土壌潅水指示装置。
  3. 【請求項3】潅水指示手段を、電磁弁からなる潅水手段
    に置き換えた請求項1に記載の土壌潅水指示装置。
  4. 【請求項4】硫酸カルシウム粉末に水を加えて形成した
    多孔質の柱状吸湿体をセンサーとして土壌中に埋設設置
    し、 前記センサー内に併設した電極から出力される土壌水分
    張力値pFに相当する電気抵抗値dRと、所望の水分張
    力値pFに相当する設定電気抵抗値sRとを比較して、
    前者が後者を超えたときに、潅水指示信号を出力する、 ことを特徴とする土壌潅水指示方法。
  5. 【請求項5】潅水指示信号で電磁弁を作動させる、 ことを特徴とする請求項5に記載の土壌潅水指示方法。
  6. 【請求項6】硫酸カルシウム粉末に水を加えてセンサー
    を作成する際に、前記水の配合比を均一にして、特性の
    均一なセンサーを作成すること、 を特徴とする請求項5に記載の土壌潅水指示方法。
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001046681A1 (fr) * 1999-12-22 2001-06-28 Ebara Corporation Procede de mesure de la valeur pf d'un sol, et procede de commande d'irrigation et dispositif de commande d'irrigation
GB2385135A (en) * 2002-02-08 2003-08-13 Univ Dundee Portable device for electrical impedance measurements
KR101155469B1 (ko) * 2009-11-23 2012-06-15 부산대학교 산학협력단 수분공급량 절감형 점적관수 제어장치 및 이를 이용한 점적관수 장치
CN102565302A (zh) * 2011-12-06 2012-07-11 北京北林绿源生态技术研究院有限责任公司 风蚀区土壤侵蚀标尺及其应用
US8359179B2 (en) 2002-02-08 2013-01-22 3D Diagnostic Imaging Plc Test equipment and portable test device
JP2013057574A (ja) * 2011-09-07 2013-03-28 Fujitsu Ltd 土壌センサ
CN103616391A (zh) * 2013-10-25 2014-03-05 北京林业大学 水分传感器及表层土壤参数采集装置
CN104897734A (zh) * 2015-04-28 2015-09-09 石家庄铁道大学 土工结构物中土体含水率实时测量系统及方法
CN106962152A (zh) * 2017-04-12 2017-07-21 武汉理工大学 一种自动检测故障节点的农田灌溉系统及方法

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6719488B2 (en) 1999-12-22 2004-04-13 Ebara Corporation Soil pf value measuring method, and irrigation control method and irrigation control device
KR100807675B1 (ko) * 1999-12-22 2008-03-03 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼 토양의 pF값의 측정방법 및 관수제어방법 및 관수제어장치
CN100437095C (zh) * 1999-12-22 2008-11-26 株式会社荏原制作所 营养液栽培装置
WO2001046681A1 (fr) * 1999-12-22 2001-06-28 Ebara Corporation Procede de mesure de la valeur pf d'un sol, et procede de commande d'irrigation et dispositif de commande d'irrigation
GB2385135A (en) * 2002-02-08 2003-08-13 Univ Dundee Portable device for electrical impedance measurements
US8359179B2 (en) 2002-02-08 2013-01-22 3D Diagnostic Imaging Plc Test equipment and portable test device
KR101155469B1 (ko) * 2009-11-23 2012-06-15 부산대학교 산학협력단 수분공급량 절감형 점적관수 제어장치 및 이를 이용한 점적관수 장치
JP2013057574A (ja) * 2011-09-07 2013-03-28 Fujitsu Ltd 土壌センサ
CN102565302A (zh) * 2011-12-06 2012-07-11 北京北林绿源生态技术研究院有限责任公司 风蚀区土壤侵蚀标尺及其应用
CN102565302B (zh) * 2011-12-06 2014-04-16 北京北林绿源生态技术研究院有限责任公司 风蚀区土壤侵蚀标尺及其应用
CN103616391A (zh) * 2013-10-25 2014-03-05 北京林业大学 水分传感器及表层土壤参数采集装置
CN104897734A (zh) * 2015-04-28 2015-09-09 石家庄铁道大学 土工结构物中土体含水率实时测量系统及方法
CN106962152A (zh) * 2017-04-12 2017-07-21 武汉理工大学 一种自动检测故障节点的农田灌溉系统及方法
CN106962152B (zh) * 2017-04-12 2020-01-07 武汉理工大学 一种自动检测故障节点的农田灌溉系统及方法

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