JPH1062368A - 土壌水分計測方法及び土壌水分計測用プローブ - Google Patents
土壌水分計測方法及び土壌水分計測用プローブInfo
- Publication number
- JPH1062368A JPH1062368A JP25215696A JP25215696A JPH1062368A JP H1062368 A JPH1062368 A JP H1062368A JP 25215696 A JP25215696 A JP 25215696A JP 25215696 A JP25215696 A JP 25215696A JP H1062368 A JPH1062368 A JP H1062368A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】圃場の表層に近い部位の土壌水分量を迅速かつ
高精度に得ること。 【解決手段】一枚の金属プローブの半分を土壌中に埋設
し、他の半分を空気中に臨ませて全体の比誘電率を計測
し、式 ε２＝２ε−１（ε２：土壌の比誘電率、ε：
空気と土壌の両方の影響を受けた比誘電率）で求めた土
壌の比誘電率から土壌水分量を算出することを特徴とす
る土壌水分計測方法であり、また、プローブ断面の下半
分が土壌中の比誘電率、上半分が空気中の比誘電率に感
応する機構を具備したＴＤＲ測定手法を用いた土壌水分
計測用プローブである。
高精度に得ること。 【解決手段】一枚の金属プローブの半分を土壌中に埋設
し、他の半分を空気中に臨ませて全体の比誘電率を計測
し、式 ε２＝２ε−１（ε２：土壌の比誘電率、ε：
空気と土壌の両方の影響を受けた比誘電率）で求めた土
壌の比誘電率から土壌水分量を算出することを特徴とす
る土壌水分計測方法であり、また、プローブ断面の下半
分が土壌中の比誘電率、上半分が空気中の比誘電率に感
応する機構を具備したＴＤＲ測定手法を用いた土壌水分
計測用プローブである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、営農対策上重要なフ
ァクターである圃場の表層に近い部位の土壌水分量が、
迅速且つ高精度に得られる土壌水分のプローブと計測方
法に関するものである。
ァクターである圃場の表層に近い部位の土壌水分量が、
迅速且つ高精度に得られる土壌水分のプローブと計測方
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術と問題点】従来、圃場の土壌水分計測法
は、重量法や中性子が用いられてきたが、測定時間・安
全性の面で使用場面が限定されていた。一方近年、ケー
ブル障害発生（断線、ショート等）地点までの距離を瞬
時に測定する目的で多用されているＴＤＲケーブルテス
タを応用した土壌水分計測法が出現している。この計測
法の原理は、土壌の水分が比誘電率に関連することを利
用し、土壌に垂直に埋め込んだまたは水平に埋め込んだ
金属プローブに沿って電磁波を送り、その反射時間か
ら、比誘電率を計測し、比誘電率から土壌水分量を算出
する方法である。
は、重量法や中性子が用いられてきたが、測定時間・安
全性の面で使用場面が限定されていた。一方近年、ケー
ブル障害発生（断線、ショート等）地点までの距離を瞬
時に測定する目的で多用されているＴＤＲケーブルテス
タを応用した土壌水分計測法が出現している。この計測
法の原理は、土壌の水分が比誘電率に関連することを利
用し、土壌に垂直に埋め込んだまたは水平に埋め込んだ
金属プローブに沿って電磁波を送り、その反射時間か
ら、比誘電率を計測し、比誘電率から土壌水分量を算出
する方法である。
【０００３】この計測法は測定の迅速性に極めて富んで
おり、有力な計測方法であるが、プローブを土壌に垂直
に埋め込む構造では、土壌の表層に近い部位（〜１０ｃ
ｍ）の計測ではプローブが短くなり、電磁波の反射時間
も短くなり、精度の低下を招き、また水平に埋め込む構
造では、多点数測定の場合移動が困難で、効率的な測定
を阻害する要因となっている。
おり、有力な計測方法であるが、プローブを土壌に垂直
に埋め込む構造では、土壌の表層に近い部位（〜１０ｃ
ｍ）の計測ではプローブが短くなり、電磁波の反射時間
も短くなり、精度の低下を招き、また水平に埋め込む構
造では、多点数測定の場合移動が困難で、効率的な測定
を阻害する要因となっている。
【０００４】
【発明の目的】本発明は、上述の従来の欠点を除去し圃
場の表層に近い部位の土壌水分量を迅速かつ高精度に得
ることを目的とする。
場の表層に近い部位の土壌水分量を迅速かつ高精度に得
ることを目的とする。
【０００５】
【問題点の解決手段】本発明の要旨とするところは、一
枚の金属プローブの半分を土壌中に埋設し、他の半分を
空気中に臨ませて全体の比誘電率を計測し、演算装置
で、式 ε２＝２ε−１（ε２：土壌の比誘電率、ε：
空気と土壌の両方の影響を受けた比誘電率）で求めた土
壌の比誘電率から土壌水分量を算出することを特徴とす
る土壌水分計測方法であり、また、プローブ断面の下半
分が土壌中の比誘電率、上半分が空気中の比誘電率に感
応する機構を具備したＴＤＲ測定手法を用いた土壌水分
計測用プローブである。
枚の金属プローブの半分を土壌中に埋設し、他の半分を
空気中に臨ませて全体の比誘電率を計測し、演算装置
で、式 ε２＝２ε−１（ε２：土壌の比誘電率、ε：
空気と土壌の両方の影響を受けた比誘電率）で求めた土
壌の比誘電率から土壌水分量を算出することを特徴とす
る土壌水分計測方法であり、また、プローブ断面の下半
分が土壌中の比誘電率、上半分が空気中の比誘電率に感
応する機構を具備したＴＤＲ測定手法を用いた土壌水分
計測用プローブである。
【０００６】本プローブを用いた計算式は、下記のとお
りである。土壌にプローブを垂直又は水平に埋め込んだ
場合の計算式は、プローブ周辺が同一の比誘電率の土壌
で覆われているので、 となる。
りである。土壌にプローブを垂直又は水平に埋め込んだ
場合の計算式は、プローブ周辺が同一の比誘電率の土壌
で覆われているので、 となる。
【０００７】この式より求めた比誘電率をもとに土壌水
分量を算出する。表面測定では、プローブ軸方向の下半
分が土壌で、上半分は空気である。従って比誘電率は、 となる。
分量を算出する。表面測定では、プローブ軸方向の下半
分が土壌で、上半分は空気である。従って比誘電率は、 となる。
【０００８】ここで空気の比誘電率（＝１．０００５８
５）はほとんど１と見なしてよいために、上式は、 となり、
５）はほとんど１と見なしてよいために、上式は、 となり、
【０００９】よって求める土壌の比誘電率は、 となる。演算装置で、この式により求めた比誘電率をも
とに、土壌水分量を算出する。また、本発明に係るプロ
ーブは、このようにプローブ断面の下半分が土壌中の比
誘電率に感応し、上半分が空気中の比誘電率に感応する
構成となっている。具体的には、下半分は、一枚の板の
内土壌に埋設される部分であり、上半分とは、これに連
設され中空に位置する部分である。
とに、土壌水分量を算出する。また、本発明に係るプロ
ーブは、このようにプローブ断面の下半分が土壌中の比
誘電率に感応し、上半分が空気中の比誘電率に感応する
構成となっている。具体的には、下半分は、一枚の板の
内土壌に埋設される部分であり、上半分とは、これに連
設され中空に位置する部分である。
【００１０】この条件を満たす限りいかなる形状でもよ
いが、断面がＴ字型とするのが望ましい。すなわち、前
記金属プローブが、偏平部材と、この偏平部材の側面に
直角に植立されこの側面を２等分する仕切り部材とから
なり、仕切り部材で分割される偏平部材の一方が前記下
半分となり、他方が上半分となるようにする。測定のた
め土壌にセットするとき、仕切り部材は土壌表面に水平
に置かれ、偏平部材の一方が土壌中に埋められ、他方が
空中に位置する。このようなＴ字型の他、十字型にして
もよい。そして、給電線が一対のプローブ部材に接続さ
れ、比誘電率が測定される。
いが、断面がＴ字型とするのが望ましい。すなわち、前
記金属プローブが、偏平部材と、この偏平部材の側面に
直角に植立されこの側面を２等分する仕切り部材とから
なり、仕切り部材で分割される偏平部材の一方が前記下
半分となり、他方が上半分となるようにする。測定のた
め土壌にセットするとき、仕切り部材は土壌表面に水平
に置かれ、偏平部材の一方が土壌中に埋められ、他方が
空中に位置する。このようなＴ字型の他、十字型にして
もよい。そして、給電線が一対のプローブ部材に接続さ
れ、比誘電率が測定される。
【００１１】
【実施例】本発明を図１に従って説明すると、１対のプ
ローブ１であり、このプローブ１は偏平部材２と仕切り
部材３とからなり、仕切り部材３は偏平部材２の片側中
央に直角に接続され、断面がＴ字型になっている。４は
測定対象となる土壌であり、偏平部材２の下半分５はこ
の土壌４に埋められ、上半分６は地上に位置する。仕切
り部材３は、土壌表面に接する。７は給電線であり、８
はプローブ１への給電点である。
ローブ１であり、このプローブ１は偏平部材２と仕切り
部材３とからなり、仕切り部材３は偏平部材２の片側中
央に直角に接続され、断面がＴ字型になっている。４は
測定対象となる土壌であり、偏平部材２の下半分５はこ
の土壌４に埋められ、上半分６は地上に位置する。仕切
り部材３は、土壌表面に接する。７は給電線であり、８
はプローブ１への給電点である。
【００１２】表１のデータは、図１の低水分土壌につい
て本発明のプローブと図２の従来型のプローブを使用し
て測定されたものである。
て本発明のプローブと図２の従来型のプローブを使用し
て測定されたものである。
【表１】
【００１３】表２のデータは、高水分土壌について、実
施例１と同じ測定を行った結果である。
施例１と同じ測定を行った結果である。
【表２】
【００１４】
【効果】以上のとおり、本発明法では、測定値のバラツ
キが低水分土壌でも高水分土壌でも極めて小さく、測定
値の精度が高いことが確認された。また、本発明におい
ては、半分だけプローブを土壌に埋め込むので、土壌の
表層に近い部位の計測でもプローブの長さが制約され
ず、電磁波の反射時間も長く、高精度である。さらに本
発明では半分だけ土壌に埋めるので、移動が簡単で効率
的な測定を行うことができる。プローブを横Ｔ字型また
は十字型にしておけば、一部を土壌内に埋め込めば仕切
り部材がストッパーとなって、土壌内の部分と空気中の
部分を均等に２分割する。
キが低水分土壌でも高水分土壌でも極めて小さく、測定
値の精度が高いことが確認された。また、本発明におい
ては、半分だけプローブを土壌に埋め込むので、土壌の
表層に近い部位の計測でもプローブの長さが制約され
ず、電磁波の反射時間も長く、高精度である。さらに本
発明では半分だけ土壌に埋めるので、移動が簡単で効率
的な測定を行うことができる。プローブを横Ｔ字型また
は十字型にしておけば、一部を土壌内に埋め込めば仕切
り部材がストッパーとなって、土壌内の部分と空気中の
部分を均等に２分割する。
【図１】本発明のプローブの使用状態を示す斜視図
【図２】従来のプローブの使用状態を示す斜視図
１−プローブ ２−偏平部材 ３−仕切り部材 ４−土壌 ５−下半分 ６−上半分 ７−給電線 ８−給電点
Claims (5)
- 【請求項１】一枚の金属プローブの半分を土壌中に埋設
し、他の半分を空気中に臨ませて全体の比誘電率を計測
し、演算装置で、 （ε２：土壌の比誘電率、ε：空気と土壌の両方の影響
を受けた比誘電率）で求めた土壌の比誘電率から土壌水
分量を算出することを特徴とする土壌水分計測方法 - 【請求項２】前記金属プローブが、偏平部材と、この偏
平部材の側面を２等分する位置に直角に植立された仕切
り部材とからなり、この仕切り部材によって２等分され
る偏平部材の一方を土壌に埋設し、他方を空気中に残
し、仕切り部材を土壌表面に平行に置いて比誘電率の測
定を行うことを特徴とする請求項４の土壌水分計測方法 - 【請求項３】プローブ断面の下半分が土壌中の比誘電
率、上半分が空気中の比誘電率に感応する機構を具備し
たＴＤＲ測定手法を用いた土壌水分計測用プローブ - 【請求項４】前記金属プローブが、偏平部材と、この偏
平部材の側面に直角に植立されこの側面を２等分する仕
切り部材とからなる請求項３の土壌水分計測用プローブ - 【請求項５】仕切り部材に給電線の給電点を設けたこと
を特徴とする請求項３の土壌水分計測用プローブ
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25215696A JP2913022B2 (ja) | 1996-08-19 | 1996-08-19 | 土壌水分計測方法及び土壌水分計測用プローブ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25215696A JP2913022B2 (ja) | 1996-08-19 | 1996-08-19 | 土壌水分計測方法及び土壌水分計測用プローブ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1062368A true JPH1062368A (ja) | 1998-03-06 |
| JP2913022B2 JP2913022B2 (ja) | 1999-06-28 |
Family
ID=17233269
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25215696A Expired - Lifetime JP2913022B2 (ja) | 1996-08-19 | 1996-08-19 | 土壌水分計測方法及び土壌水分計測用プローブ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2913022B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008135040A2 (de) | 2007-05-08 | 2008-11-13 | Universität Karlsruhe (Th) | Kapazitive kraftsensoranordnung |
| CN101799436A (zh) * | 2010-03-18 | 2010-08-11 | 中国农业大学 | 基于相位检测的土壤水分、电导率测量仪及其测量方法 |
| JP2012122909A (ja) * | 2010-12-10 | 2012-06-28 | Univ Of Tokushima | 静電容量型水分計および水位計 |
| US20220057435A1 (en) * | 2017-06-02 | 2022-02-24 | Sony Group Corporation | Sensor device, water amount measurement device, water amount measurement method, information processing device, and information processing method |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6270770B2 (ja) * | 2015-03-31 | 2018-01-31 | 公益財団法人鉄道総合技術研究所 | 土壌の含水比、含水率の測定方法 |
| JP6270769B2 (ja) * | 2015-03-31 | 2018-01-31 | 公益財団法人鉄道総合技術研究所 | 土壌の含水比、含水率の測定方法 |
-
1996
- 1996-08-19 JP JP25215696A patent/JP2913022B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008135040A2 (de) | 2007-05-08 | 2008-11-13 | Universität Karlsruhe (Th) | Kapazitive kraftsensoranordnung |
| DE102007022039A1 (de) | 2007-05-08 | 2008-11-20 | Hochschule Mannheim | Sensoranordnung |
| DE102007022039B4 (de) * | 2007-05-08 | 2009-07-09 | Hochschule Mannheim | Sensoranordnung |
| CN101799436A (zh) * | 2010-03-18 | 2010-08-11 | 中国农业大学 | 基于相位检测的土壤水分、电导率测量仪及其测量方法 |
| JP2012122909A (ja) * | 2010-12-10 | 2012-06-28 | Univ Of Tokushima | 静電容量型水分計および水位計 |
| US20220057435A1 (en) * | 2017-06-02 | 2022-02-24 | Sony Group Corporation | Sensor device, water amount measurement device, water amount measurement method, information processing device, and information processing method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2913022B2 (ja) | 1999-06-28 |
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Legal Events
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