JPS58208646A - 土壌等の内部含水比測定方法およびその装置 - Google Patents

土壌等の内部含水比測定方法およびその装置

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JPS58208646A
JPS58208646A JP9093482A JP9093482A JPS58208646A JP S58208646 A JPS58208646 A JP S58208646A JP 9093482 A JP9093482 A JP 9093482A JP 9093482 A JP9093482 A JP 9093482A JP S58208646 A JPS58208646 A JP S58208646A
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JP
Japan
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light
soil
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JP9093482A
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Yoshio Kano
快男 鹿野
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/85Investigating moving fluids or granular solids
    • G01N21/8507Probe photometers, i.e. with optical measuring part dipped into fluid sample

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  • Health & Medical Sciences (AREA)
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  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

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】 びその装置に係り、とぐに元反射方式に基づく土壌等の
内部含水比測定方法およびその装kに関する。
土壌の含水量については、古くは植木鉢内の水をはじめ
とし゛て,また昨今においては特にハウス栽培等にて、
常に注視さnており,とくに土壌の含水量と植物の成長
との関係を研究する学問分野などにおいては、土壌の含
水量もしくは含水比を正確にかつ迅速に測定することが
重要な課題の一つとされている。
一方、土壌内水分の測定法としては従来より種々の方法
が提案されている。この内、最も一般的なものに直接測
定法としての標準乾燥法がある。これは抽出試料を約1
10℃で10時間以上加熱乾燥させ、その重量変化を測
定し算出するものである。しかしながら、かかる手法は
正確ではあるが迅速性に欠けるという欠点があり、さら
に非破壊による連続測定が全くできないという欠点があ
る。
と11.に対し、水分量c′)変動に伴う他の物I重量
変化を測定し、こfl.によって間接的に土壌内含寸、
昆盆脣定?0といり間接測T法かあうoこれ(−1、例
え1、ス、土壌の誘電率や導電率の変化を測定し、或い
はマパ1クロ波や光の土壌面における反射率を測定し、
こ肛を予め測定して2いた基準子−夕に対比することに
よって間接的に土壌内含水比を求めようとするものであ
る。しかし7なから、かかる間接測定法の従来技術にお
ける最大の欠点は、水分量以外の要素の影響によって誤
差か生じ易いという点にある。例えば、導電率変化の測
定においては温度あるいは土壌中のイオンか影響し、′
1だ土の密度の大小はそのまま誘電率の変化として測定
さn、更に各種の土の色は元の反射に影41を与えて誤
差を生じる。
本発明の目的は、かかる従来技術の有する不都合を改善
し、水分以外の要素による影簀を排除すると共に、土壌
等の内部含水比の変化を連続的にかつ容易VC測定する
ことを可能とした土壌等の内部含水比測定方法およびそ
の装置を提供することにあな。
本発明は、土壌等の測定筒T−Aに多孔質部材を当接し
、この多孔質部材の所定箇所に光を照射すると共に、こ
の光の反射レベルの変化を検知することによって当該土
壌等の測定箇所の含水比を間接測定する等の手法を採用
し、これによって前記目的を達成しようとするものであ
る。
以下、本登明の第1実施例f第1図な゛)し第6図に基
づいて説明する。
第1図において、1,1は光ファイバーを示し、2は多
孔質部材を示す。この多孔質部材2は、同図左端部外面
が半球状に形成さn、また内側には有底孔2人が形成さ
れ、これによって全体的にはカップ状に形成さnたもの
となっている。前記有底孔2Aの底面2Bは凹状の円錐
面を形成し、この円錐面として底面に対向し且つ所定間
隔を隔てて、前記光ファイバー1,1の端部IA、IA
が当該多孔質部材2の有底孔2A内へ挿入され配設され
ている。前記光ファイバー1,1はファイバ支持体5に
よって支持されている。このファイバ支持体3には、そ
の第1図の左端部内側に、前記多孔質部材2を係止−と
4−への併走部材4が螺合さ′7′1ており、さらにそ
の、t1部には前記多孔質部材2の動きを抑えるための
管状のスペーサ5が挿入されている。
このように構成されたセンサ機構部6VCおいて、前記
一方の光ファイバ1を介して、発光ダイナート等によっ
て構成された光源7から所定強度の光が前記カップ状多
孔質部材2内へ送り込″Iiれるようになっている。こ
の一方の光ファイバ1を介して送り込貰れた光は内側底
面2B!(て反射し、その反射光の一部が他方の光ファ
イバ1の端面1Bにて捕捉さし尚該他方の光ファイバ1
を介して受光素子8Bへ送られる(第2図参照)。この
受光素子8Bは、送られてくる反射光をこれに対応した
所定レベルの電気信号(以下、「反射信号」という)に
光電変換する。この受光素子8Bにて光電変換きれた反
射信号は補正回路9へ送られる。一方、前記光、源7の
出力の一部(は一方の受光素子8Aに直接送り込捷九る
ようになっている。そして、この受光素子8AKて光電
変換された電気信号は補正制失信方グし7て補…回路9
へ送られる1、補正回路9は、一方の受光素子8Aから
の制御信号を入力す0と浩該制御信号のドリフト即ち光
源から出力される光強度の変化を直ちに検知し、こnて
基づいて前記反射信号のドリフトを補正するように構成
されている。そして、補正回路に9の出力は増幅器10
[で増幅され表示部11にて規格さ牡た値として表示さ
nるようになっている。
第3図は上記実施例においてカップ状多孔質部材2を石
こうにて形成して土壌内へ埋設し、長時間連続測定した
場合の土壌内含水比に対する光の反射レベル比の一例を
示す。この結果、植物の成長に関する計測に必要な含水
比20[(転)〜5orqAJの間で光の反射レベル比
が急激にかつ鮮明に変化することが認め邑fした。
以上のように、この第1実施例によると、七71機′1
146’!l−比較的小さく形成L 4 、’)ため、
こ1覆、ケ・測定したい点の土中に埋設して長期間にわ
たり連続的に土壌内の7に分質化を測定することが]能
となり、複数箇所を測定しだ二・・場θicユ、前記セ
ンセ機構部6を複数個準備することにより本体である光
源7および表示部11等は共用することかできることか
ら、ごく容易にそれが可能4−なり、センせ機構部6の
カップ状多孔質部材2の作用により、1・丘ぼ土中の水
分のみを当該多孔質部材2内に侵透吸着し−でくること
がら工の色によって光の反射率が変化するという従来の
不都合を解消することができ、土壌の加熱等の手間を要
せず土壌の含水状態を維持しつつ連続測定が可能となり
、土中の酸性又はアルカリ性さらには温度変化などの影
響を全く受けないという優れた多くの利点がある。また
、多孔質部材2の先端部の比較的太きいものを形成しこ
れを取り換えて使用することにより、土壌内含水比の平
均化された値を測定することも可能となる。
i+で、第2実施例を第4図に基づいて説明すな 二の
実施例は、ファイ・(支持体21(で多孔質部材22を
直接嵌曾、?シめると共K、この多孔質部材22の内部
1((り前述した第1実施例の場合と同様に有底孔23
を設け、その底面を平担に仕上げるとともに各フゴイバ
1,1の端面と前記底面との間に透明部材24を介装し
たものである。その他の構成は前述り、fc第1実施例
と同一となっている、7 このようにすると、前述した第1実施例と同一の作用効
果を有するほか、センサ機構部26そのものを著しく小
型で安価に製作し得るという利点が生じる。
次に、第3集施例を第5図に基づいて説明する。この実
施例は、前述した各センサ機構6゜26には光送信と受
信とを別々に設定したことから光ファイバ1,1を少な
くとも合計2本必要としたのに対し、これを1本とした
ものである。寸なわち、第5図に示すように、球状に形
成された比較的小さい多孔質部材31に有底孔31Aが
形成されている。この有底孔31A内には光ファイバー
32が挿入され固着されている、この光ファイバジ2の
第5図における右端部は同図に示すように二叉に分岐へ
ブして29゜一方の分岐路32Aは光源7(第2図参照
)へ、dtた他方の分岐路32Bは受光素子8Bへ各々
連結さ几ている。その他の構成は前述L*第1実施例と
同一となっている。
このようにしても前述した各実施例と同一の作用効果を
有するほか、センサ機構部36を更に小型化することが
でき、これがため測定精度の向上はもとより土中の含水
比の変化に対し非常に迅速に追従してこれを連続測定す
ることができると同時に土中の含水比の細い分布をも測
定できるという従来にない利点が生じる。
次に、第4実施例を第6図に基づいて説明する。
この実施例は、前述した各実施例がブロック状の多孔質
部材2,22.B’1を使用し、ているのに対し、薄板
状又は紙状に形成された多孔質部材41を使用している
点が異なる。すなわち、光ファイバー32の第6図にお
ける左端部は、円柱状で比較的小さい係止部材t2の中
央部の貫孔42A内に貫挿され、その端面が係上部材4
2の同図における左端面42Bと同一面を形成している
。この係上部材42の左端面、112Bには薄板状又は
紙状に形成さnた比較的軟質の多孔質部材41が着脱自
在に装備されるようになっている。144は前記多孔質
部材41を係止するだめのリングを示す。その他の構成
は前述した第3実施例と同一にしである。
この第4実施例においても前述した第3実施例と同等の
作用効果を有している。
なお、上記各実施例は土中の含水比測定用として例示し
たが、本発明は必ずしもとnに限定されず、土と同等の
物理的性質を備えた物質内における含水比測定に際l−
では、そっくりそのまま使用し得るものである。また、
各実施例におけるセンサ機構部6,26,56.A6の
多孔質部材としては石こう、セラミック、紙、プラスチ
ックなど撹々ものがあり、測定箇所に応じてこれらを選
択し使用することができる。また前記多孔質部材2,2
2.31.41 についてはとぐ(て着色限定を1.て
(−1ないが、必要に応じて当該各多孔質部材2,22
,31.alを着色処理すると共1で、この着色処理さ
ハ、た多孔質部材2,22゜31.41が序々に含水す
るとその含水量に応じて反射率が大なく変化する波長の
光を選んで、こfl’i前記光ファイバー1.32から
当該多孔質部材2,22,31.41 内へ照射するよ
うに構成してもよい。
以−Hのように、本発明(F−よると、光反射方式によ
り、しかも多孔質部材への水分の浸透性を利用して土壌
等の内部含水比を間接的に測定、する構成としだので、
含水量以外の他の要素の影響を全く受けずに、しかも連
続的に含水比を測定することができるという従来にない
優れた土壌等の内部含水比測定方法およびその装置を提
供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1実施例におけるセンサ機構部を示
す断面図、第21Lid第1実施例の全体的構成を示す
ブロック図、第3図1・1第1図および第2図の笑施例
における測定結果ケ示す線図、第4図は第2実施例にお
+rfるセンサ機構部を示す断面図、第5図は第3実施
例におけるセンサ機構部を示す断面図、第6図は第4実
施例におけるセンサ機構部を示す断面図である、1、 
1.32・・・・・・光ファイバ、1A、IA・・・1
元〕1イバの他端部、2.22.31.41・・−多孔
質部材、7・・・・・光源、11・・・・・表示部。 特許出願人 纒 野 快 男 代理人 弁理士 高 槁    勇 二 。 ち  I   − 712図 第3図 (含水比) 葺=  4 A 22    21     、f 匡 第 5 図 第6図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  土壌等の測定箇所に多孔質部材を当接し、こ
    の多孔質部材の所定箇所に光を照射すると共に、この光
    の反射レベルの変化を検知することによって当該土壌等
    の測定箇所の含水比を間接測定することt特徴とした土
    壌等の内部含水比測定方法。
  2. (2)測定媒体としての光を伝送するための元ファイバ
    を設け、この元ファイバの一端部には光源を、また他端
    部には多孔質部材を各々連結するとともに、この多孔質
    部材からの反射光を受信しそのレベル変化を表示する表
    示部を併設し、たことを特徴とする土壌等の内部含水比
    測定装置。
JP9093482A 1982-05-28 1982-05-28 土壌等の内部含水比測定方法およびその装置 Pending JPS58208646A (ja)

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JP9093482A JPS58208646A (ja) 1982-05-28 1982-05-28 土壌等の内部含水比測定方法およびその装置

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ID=14012272

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60201237A (ja) * 1984-03-26 1985-10-11 Nisshinbo Ind Inc 付着した水滴等の検出方法
JPH0262936A (ja) * 1988-08-30 1990-03-02 Chino Corp 湿度計

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS51132887A (en) * 1975-05-13 1976-11-18 Keiki Wada Device for measuring moisture
JPS55163436A (en) * 1979-06-06 1980-12-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd Optical detector

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