JPS62108132A - 土壌および土壌代用材料などの中の水分の自動測定、記録、潅水装置 - 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） 本発明は土壌中の水分の状態を簡単な手段で自動測定す
る装置に関するものであるが、記録機構や自動灌水機構
等を組合せ併用することにより、自動記録と自動灌水の
機能をも有する装置になるものである。　より具体的に
は、本発明は、土壌水の毛管ポテンシャルを測定する装
置であって、原理的にはテンジオメータとして一般に知
られ土壌の水分張力を測定する装置に一部類似している
点もあるが、測定の原理、検出素子、測定値の表示など
の点においてテンジオメータとは大きく異なり、極めて
簡単な構造により近似的ではあるが土壌中の水分の測定
、記録および制御を行う装置に関するものである。

（従来の技術） 土壌中には土壌水がその孔隙の部分を占めて主として液
状の水として存在し、さらに水蒸気や氷の状態になって
存在することもあるが、農耕地や鉢植などに使われる土
壌も含め、作物の成育に影響するのは液体としての土壌
水分である。

土壌中での水の運動、植物による吸水、土壌力学などで
取扱うのは土壌水としての水である。

このような土壌水は純粋な水ではなく、土壌中の無機、
有機成分を含んでいて、植物への養分供給が問題になる
場合には土壌溶液と呼ばれる。

しかしながら、特に肥料成分の効果を問題とする場合を
除き、農作物や観賞植物も含め土壌中の水分の問題を取
扱う場合には単純に水として扱っている。　土壌中の水
分、即ち土壌水は、穀類。

野菜、果樹、草花などを栽培する廃家、園芸家、林業、
さらに観賞を目的とする家庭の園芸家にとって重要な問
題であり、水分がどのような状態にあるか、換言すれば
土壌中の水分が栽培している作物なり植物に対し、摂取
し利用するのに適当な状態にあるか否かを判定し記録す
ると共に、必要ならば不足の状態では自動的に灌水して
、過剰になる前に灌水を中止することが不可欠である。

土壌学の発達や測定器が開発される以前は、専ら経験と
勘に頼って行っていたもので、俗に「水掛は三年ｊなど
と言われていたものである。

土壌水は土壌から受ける作用力の強さにもとすき強結合
水と弱結合水に大別される。

強結合水は、土壌粒子からの強い相互作用を受け、液相
として流動することはほとんどない。

これに対し弱結合水は、強結合水の外側にあって土壌粒
子からの相互作用が強くなく、湿った部分から乾いた部
分に移動できる。　強結合水と弱結合水との間には判然
とした区別は無い。

土壌が水に及ぼす作用力の物理的な区別に応じて分類す
ると、毛管水と重力水に区別され毛管水は土壌中の無数
の毛管状孔隙の毛管力によってそれらの空隙内に保持さ
れている水であって、土壌粒子自体からの作用力は小さ
い。　これに対し重力水は毛管力よりも重力の作用が大
きく作用する状態の水であって、降雨直後などに土壌の
粗孔隙内に存在するが、間もなく過剰の水分として下方
に流れ地下水となる水である。

畑′地に十分な降雨があった後１〜２日経過して重力水
が重力によって下方に流れ、畑の土壌中の水分量が重力
に抗して畑地として保持しうる最大量に達した状態を圃
場容水量と言い、理論的ｐＦ値では１．８前後である。

これと反対に、士が乾いて毛管水の連絡が切れて、毛管
孔隙による移動が困難になった時の水分状態を「毛管切
断点と」称しｐＦ値で２．７〜３，０であり、この状態
以上に乾燥すると植物に対する水の補給が不足し、植物
がしおれ始める、このような状態を「しおれ点」と称し
ｐＦ値でほぼ３，８とされている。　理論的にはこれが
灌水開始点に相当することになるが、実際に灌水開始に
適しているのは作物にもよるが、ＰＦ値２，７の程度と
されていて、農場や園芸場では土壌がしおれ点に達する
前に灌水を開始する必要がある。

従って、圃場で管理する必要のある土建水分は十分湿っ
ている圃場容水量の状態から、乾燥の限界である毛管連
絡切断点に達するまでの範囲、即ち毛管水の状態に保つ
ことである。　圃場の水分を管理するには水分状態を知
ること、即ち測定することが先決である。

土壌中の水分を量的に示すには種々の尺度があり、土壌
が保持している水分の量を測定する「含水量」と、水分
重量の湯上重量に対する比で示す「含水率」、水の占め
る容積と土壌の全孔隙の容積に対する比をパーセントで
表わした「飽水度ノその他の測定法がある。

しかしこれらの静的測定法では、土壌中の孔隙による毛
管ポテンシャルを知ることはできず、従って土壌水の状
態を正確に把握できない。

すでに述べたように、畑などの圃場で必要とするのは通
常ｐＦが１．８程度の圃場容水量から、最も乾いた場合
でもｐＦ２．７〜３．０の毛管連絡切断点までであり、
換言すれば水が土壌の孔隙の及ぼす毛管力によって引き
つけられる範囲である。

このような見地からテンジオメータ（テンションメータ
ともよばれる）による毛管ポテンシャルの尺度であるｐ
Ｆ値が圃場の灌水管理には最も適するものとされていた
次第である。　第１Ｏ図はテンジオメータの構造を示す
略図であり、水を収容した素焼カップＰと、カップ中の
水面下に一方の管端が浸され他方端が水銀だめＭＲ内の
水銀ＭＱの液面下に位置するようにされたマノメータＭ
Ｍとからなり、土壌が乾燥すればポーラスカップの水に
張力を及ぼして水位を低下させて水銀を引き上げ、土壌
が湿れば水銀は押し下げられる。

ｈ　＋　ａ　＋Ｈ＝　１３．８ａの関係からｈ　＝　１
２．６ａ　−Ｈが求められる。

ここで、　　ｈ：毛管ポテンシャル ａ：水銀柱の高さ、Ｈ：水柱。

このようにして求めたｈの値の対数ｌｏｇ　ｈをｐＦ値
として土壌の乾燥の程度の指標として実際の農作業又は
園芸において灌水が必要か否かを判断するのである。　
テンジオメータは土壌中の水の多少つまり乾湿度による
水分張力、即ち土壌と水との間の吸引力とテンジオメー
タ間の平衡に基づいて測定しているので、実際に圃場に
必要な情報を提供しているように考えられる。

しかしながら、土壌水とテンジオメータは一見して閉鎖
系を成しているように見えるが、真空度が上がると空気
が侵入して開放系となり精度が低下する。

また、テンジオメータでは浸透圧は測定できないので、
塩類が集積して浸透圧の影響が大きい所ではその点を別
に考慮する必要がある。

このような欠点があるにもかかわらず、土壌の水分張力
の変化を直接数値的に測定することにより、乾、湿の程
度を判定できることからテンジオメータは理論に則した
測定器と言われている。

しかし、現在市阪されているテンジオメータをテストし
てみると理論的ｐＦ値に近い製品は殆ど見当らず、また
テンジオメータ製造会社別に構造及びポーラスカップ等
に大小の相違があるため、共通のｐＦ値も設定されず各
社独自のｐＦ値で阪売されており、農業関係者の論文に
も「テンシオメーは夕はＡ社のものを使用」などと記載
されていることが多い。

さらにテンジオメータの最大の難点は、測定を開始して
からしばらくの期間は比較的に正確な結果が得られるが
、常時素焼カップの周囲に水分があるため、作物の根が
からみ易く、そうなると素焼カップと土壌間での水の吸
込みと吐出しか妨げられたり、上部の空気がカップ付近
に入って気密性が低下し精度も著るしく低下するため、
一般の塵室や農場ではほとんど使用されていない。

また、ｐＦ値を測定するために水銀を使用するけれども
対数換算を必要とせず、ｐＦ値を直読できるテンジオメ
ータも市販されているが、乾燥度が大きく吸引する水分
量が多くなると、真空部中に空気が吸引されて置換され
やすくなって精度が低下するので、実際に使用できるの
は、　ＰＦ値にして２．６程度と言われている。

本発明の発明者は、テンジオメータによるｐＦ値の測定
法は、精度を長期間維持するのが困難な上テンジオメー
タ製造会社に共通したＰＦ値基準がなく、一般農家など
での使用に難点がある点に鑑みて、構造が簡単で測定の
原理が単純で明快な簡易型の水分張力の測定装置を発明
して、昭和５９年６月２０日に特許出願（特願昭５９−
１２５３７０）した。　この装置は第９図に示すように
、ビニール管などの液密性管体９４中に隙間を保って収
容したセルローズスポンジなどを材料とする多孔質の海
綿状の吸水体９１を、土壌に似た毛管作用を有する検出
体として、土壌中に掘り下げた測定孔９７の底面９８に
接するように置き、この吸水体９１の底面を土壌との接
触界面として両者の間に水分の相互拡散を行わせ水分張
力をバランスさせた上で吸水体９１を引き上げ、その重
量増減分によるバネの伸びを目盛表示管９２の目盛９０
で読取り、その吸水量を土壌の水分状態を示す指標とす
るものであった。

本発明者の先願に係るこの簡易測定装置では、吸水体９
１の上端は糸状体９６によってバネ９３の下端に連結さ
れ、吸水体が測定孔９７の底部に着生している際には垂
れ下り、測定の際に目盛表示管９２を上方に吊り上げる
と糸状体９６も緊張し、吸水体９１の重量が糸状体９６
を経てバネ９３に伝えられて其の変化を目盛で読み取る
ものであった。　このような構成であるため測定は間欠
的にならざるを得す、測定値を自動的に記録するのは勿
論のこと、灌水を開始すべき時期に自動的に灌水を行い
得る自動調節器としての機能を備えることは不可能であ
った。　前記先願の簡易測定装置による間欠的測定のみ
でも小規模農家や個人園芸家にとっては、従来のテンジ
オメータに比較して、原理が簡単で取扱いが容易な上に
長期間使用しても検出体に作物の根がからみつくことも
なく、また理論上の毛管連絡切断点（ｐＦ３．０　）及
び圃場容水量（ｐＦｌ、８　）も、それぞれ、含水率３
０％及び３４％と観測され過去のテンジオメータによる
資料も利用できるなど、それなりに歓迎されていた。

その後さらにより大規模の農家や、野菜栽培施設、邊業
試験場などに対し意見を徴した結果、それらの施設では
単に間欠的に測定や観測を行うだけでは機能的に不十分
であり、少くとも連続的に測定し記録して情報として貯
え、季節や天候の変化による土壌の水分状態の変化を解
析し統計化する必要があることが判明した。　さらに前
記の指示、記録の機能に加え、対象とする作物が灌水開
始設定点に達した場合は自動的に灌水し、水が十分に供
給された場合は自動的に灌水を停止する自動ｙＡ節の機
能を備えた計測器として完成することを強く要望された
。

（発明が解決しようとする問題点） この問題を解決するに当っては、検出部としては先願発
明と同じく多孔性の海綿状の吸水体を用いる方針を踏襲
し、しかも指示、記録、調節の少くとも一つ以上の機能
を具備し、検出部との連結には連続測定の可能な機構を
採用すること、毛管現象によって海綿状吸水体に吸収さ
れた水分の重量変化による上下運動を、記録ペンその他
の記録機構に連動させること、灌水の開始と停止をでき
るだけ簡単な構造によって実現するといういくつかの課
題を解決することが必要である。

前記の本発明者による先願の水分状８測定装置では、多
孔質の海綿状の吸水体が土壌中の水分と平衡した状態に
なった時点で吸水体を吊り上げ、その吸水量による重量
変化をバネの伸縮によって読み取るものであったから、
微小な重量変化でも容易に読み取ることができた。　し
かし、連続的に測定し記録するためには多孔質の吸水体
が常時重量変化に対応して上下動する指針などと共に、
その変化を記録ペンなどによって記録紙上に記録する必
要がある。　そのためには吸水体に吸収されている水の
重量変化が常時指示器部に伝達されるとともに、記録計
のペンなどを作動させて連続的に記録動作をしなければ
ならい。

記録装置を作動させるには、ペンと記録チャート間の摩
擦力に打勝って多孔質吸水体の含水量に伴なう重量変化
に応じて、機械的に記録ペンを作動させ得る機構、又は
検出部の運動を電気的に変換して、指示、記録、調節の
機能を果し得る制°御回路を採用する必要がある。

（問題点を解決するための手段） 連続測定のためには、吸水体が常にその底部において土
壌に接触しているとともに、指示部に対しても張力を及
ぼしていなければならない。

また、測定可能な範囲は灌水後の湿った状態から出発し
、土壌中の水分が増加し始めるとともに指示部に対し張
力を及ぼし始め、その後水分が減少すればそれに応じて
、及ぼす張力が低下するように構成されていなければな
らない。

多孔質の吸水体が単純な円柱や直柱体の形状ではそのよ
うに作動しない。　そこで、単純な柱状体の代りに、吸
水体を互に連続してはいるが三つの部分に分割された構
造とし、最下部は常に測定孔の底の地面に着座して固定
されて土壌中の水分を吸収或いは放出し、最上部は細い
糸や線などによって空中に吊り上げられて指示部の一端
に連結されて吸収いは放出した水分変化を指示する役目
を果し、中間部は両者の間を連結して当初は最上部と共
に空中に吊上げられているが次第に降下して最下部に重
なり、その間室に水分を最上部と最下部との間に流通さ
せる通路としての役目を果すように構成する。

従って、土壌と吸水体とは水分含有状態に関しては常に
平衡を保ち、しかも吸水体内の水分が増加すれば最上部
と中間部とは一体になって下方に降下する。このように
して、最上部と中間部の二つの吸水体内の水分の増減は
吊糸を経て指示部に伝達される。　また最上部と最下部
間の水分交流については、土壌中の水分量が迅速且つ確
実に反映される関係になっていなければならない。

従って最上部と最下部間の間隔は狭い方が中間部の長さ
も短くなるため、より確実性を増すことになる。　反面
、吊下げ吸水体の上下移動量は小さくなり目視観測は困
難になる。

そこでこの解決方法として、機械的には平衡指針を、電
気的には差動変圧器方式を採用したものである。

（実施例） 以下添付の図面を参照して本発明の実施例について説明
する。　第１図（Ａ）は本発明の基本となる検出部と機
械的な指示機構の連動状態を示す概略側面図であり、本
発明中構造が簡単で且つ最も独創的なのは検出体として
機能する吸水体本体１０である。　この吸水体本体１０
はセルローズスポンジなどの材料で製作されて、次の３
部分から構成される、すなわち、最上部の吊下げ吸水体
１と、最も下に位置して測定される土壌表面と常に接触
して土壌との間に水の交流を行う接土吸水体２と、前記
二つの吸水体の中間に在って両者を連結し、両者の間で
の毛ｍｖ現象による水の移動と吸収している水分の変化
による吊下げ吸水体１の上下動を可能にする肉厚の薄い
連結吸水体３との、三つの部分が一体に連続して構成さ
れたものとして図示されているが、別体の複数の部分を
接着して構成してもよい。　この連結吸水体３は、その
一方端が接土吸水体２の上面（図面の右端）に、他方端
が吊下げ吸水体ｌの下面（図面では左端）にそれぞれ一
体に連続して形成され、びょうぶのように折畳み又は繰
出しが出来るようになっている。

この吸水体本体１０は常に収容缶１０’内に収容されて
、土壌表面から土中に掘り下げた測定孔中に埋設される
。　収容缶１０’は下端が開放され上端が蓋１１で塞が
れていて、断面が正方形又は長方形の中空管体であり、
プラスチックスなどで造られる。　蓋１１のほぼ中央部
には細長い中空の直立管８が設けられて収容缶の内部と
連通している。

吸水体本体１０の中心部には、吊下げ吸水体１を吊るす
ための吊線９が取り付けられて直立管８内を上下に移動
可能にされ、その上方端は、後で述べる平衡指針５の半
径方向内方先端に取り付けられる、この吊線９は一本で
もよいが２〜４木にすれば安定がよくなる。　前記の接
土吸水体２は測定さるべき土壌表面とは常に密接してい
なければならないので、第１図（Ａ）および（Ｄ）のよ
うに、その上面は保持体１３により収容缶１０の下部に
定置され上方への移動が拘束されている。

蓋１１の上面にはその中心を横断して平衡指針５、平衡
バネ６と目盛板７などを保持する保持枠１４が設けられ
ている。　平衡指針５は、左側先端の点９′から吊下げ
られた吸水体本体が吸収した水分による重量変化と、こ
れに対応する反対側の点６°にかけられた平衡バネ６の
長さ変化による張力とがバランスする範囲内で、支点４
を中心として揺動する。　この場合吸水体本体ｌＯの中
で、前記の揺動に応じて上下に移動するのは、吊下げ吸
水体１と連結吸水体３との２部分のみで、液上吸水体２
は、水分吸収には関与するが定位置に拘束される。　こ
の時に平衡指針５の先端が目盛板７に指示する一点が圃
場容水量（ｐＦ　１．８　）等に合致するように校正し
て目盛を付けておけば便利である。　　蓋１１の上面に
は細い注水管１２を設けることにより、第１図（Ｂ）の
ように保持枠１４に設けられた注水槽１５と収容缶１０
’　との間をホース１６で連結することができる。

これは、土壌に灌水する際に多孔質の吸水体本体にも、
あらかじめ少量の水を含ませて毛管作用を促進させ、土
壌と吸水体の間を迅速にバランスさせるためである。

吸水体本体１０の体積は土壌に比較すると無視できるほ
ど小さいので、最初の毛管作用促進の機能を果した後は
、吸水体本体１０内の水分は短時間で土壌中の水分との
間で拡散して平衡する。

第１図（Ｃ）は、水の含有状態により吸水体本体ｌＯの
各部が上下に移動する状態を示すものであり、ＡとＢは
それぞれ土壌中の水分が多く、吊下げ吸水体１と連結吸
水体３とが下方に移動している状態を示す正面図と側面
図であり、ＣとＤは同じ、く水分が低下して二つの部分
が上に移動した状態を示している。

第２図は本装置に記録装置を併用することにより土壌水
分を指示記録する装置の中、機械的方式によるものであ
る。　土壌水分の変化は平衡指針５の支点４を中心とす
る円運動として目盛板７によって指示され、同時に指針
５から吊下げられたペンホルダ２３に取り付けられたペ
ン２２が上下に移動する、このペンは１回転が１〜７日
の長い周期で、ゼンマイや小型モータによって駆動され
る円筒型のドラム２１に巻付けられている記録チャート
に、弱い力で押当られているので水分量の変化がグラフ
２５としてチャート上に描かれる。

ペンホルダ２３の先端はペン２ｚがチャートとの原振に
よってドラムに沿ってずれないように、二叉状の押えフ
ォーク２６によって所定位置に保たれる。　円筒型ドラ
ムの代りに記録紙を巻取る形式の記録方式としてもよい
。　第３図は本装置に自動灌水機構を併用して自動灌水
する場合の土壌中水分量の測定、指示および自動詞ｆＭ
灌水機構の概略図であって、３２は、指針５の先端に近
い部分から下方に延びる絶縁性材料で作られた接点支持
棒で、その一部にはネジが切られ、おなじくネジを切ら
れた接点３６の位置を上下に移動させ調節することがで
きるようになっている。

これは一種のリミットスイッチであって、接点３６が相
手となる他の接点３８に接触すると回路が閉じて、電動
タイマーと灌水用電磁弁に通電して所定量の灌水がおこ
なわれる。　灌水が開始されても注水槽１５から吊下げ
吸水体に対する注水はすぐには開始されず、灌水終了後
に始まるようになっている。

これは、灌水にはタイマーで設定した時間だけ所定の量
の水を供給する必要があり、タイマーが切れる前に吸水
体本体１０に注水されると、前記のリミットスイッチが
開いて灌水が過早に停止してしまうからである。　これ
を防止する手段として、第１〜３図の機械的測定装置に
使用される制御コックの作動と機能を説明する。

第４図と第５図を参照して、注水槽１５とこれに対して
水の供給を制御する純機械的自動制水コック４６との関
連動作について説明する。　未発明のように自動灌水の
場合には、何等かの制御手段を講じなければ、灌水開始
と同時に注水槽１５にも水が注入され始め、ホース１６
を経て収容缶１０°内の吊下げ吸水体１は注水されて重
くなり下方に移動するので、平衡指針５は上向に動いて
リミットスイッチが開いて、灌水ポンプへの電流が切れ
て灌水が停止されてしまうことになる。

これではタイマーで設定した必要量の水の灌水は不可能
になる。　本発明ではこの問題をきわめて簡単な構造の
制水コック４６を使用することにより解決した。　第４
図（Ａ）は、この制水コック４６を注水槽１５とホース
１６の間に介在させた接続状態を示し、注水槽１５内へ
の水の供給はこり制水ロック４６を通じてのみ行われ、
制水コック４６を通じて給水がされている間は、水は注
水槽１５からホース１６には流れないようにされている
。　第４図ＣＢ）は本発明の簡易型制水コックの各部の
構造を示す概略図で、このコックは市販の手動コックの
栓の部分を取去り、残されたコック本体４２を利用して
構成される、つまり、コックの栓の代りに、二本のビニ
ール管４４をある間隔を置いて直線上に並べ、その対向
する両端外周に、柔軟なゴム管などを短く切断した１個
の部材４４゛のそれぞれの端部を押広げて挿入して接続
しインナーバルブ４５とする。　そしてこのインナーバ
ルブ４５をコック本体４２の中空部内に挿入して制水コ
ック４６とすると、このコックはホースの水圧で作動す
る自動弁の機能を持つことになる。　　この制水コック
４６の上側の通水口４６′を注水槽１５の下端の注水口
に、下側の通水口４６°“をホース１６に接続する。

一方、コック本体４２内に挿入されているインナーバル
ブ４５の一方の開口をホース４７に、他方の開口をホー
ス４８に接続すると、本発明の灌水のための水の流れの
経路が完成する。　第５図は、本発明の検出部と注水槽
１５ならびに所要の配管の接続状態を示す概略゛側面図
である。

灌水ポンプが始動して灌水が開始されると、ホース４７
は前もって灌水本管に接続されているので、水は制水コ
ック４６とホース４８を通過して注水槽１５内に流入し
始める。　ホース４８の内径はホース４７の内径よりも
かなり細いものを使用する上、その先端を絞るなどして
点滴状の灌水を行う。　注水槽１５内が満水の状態にな
るにはタイマーによる灌水時間にほぼ匹敵するようにさ
れているので、満水に達した後は、水はオーバーフロー
して排水ホース４１を経て土壌中に流出する。　　また
ホース４８の内径がホース４７のそれよりもかなり細く
されていることから、制水コック４６のインナーバルブ
４５内の水圧は上昇し、柔らかく弾性の高い部材４５は
（イ）のように半径方向外方に膨張して、制水コック４
６の内孔を完全に塞ぐので注水槽１５内の水が制水コッ
ク４６からホース１６を通過して収容缶１０゛内の吊下
げ吸水体１に注水されることはありえない。

タイマーによる所定の灌水が終ると、ホース４７と４８
内には水が流入しなくなり水圧も低下するので、ゴム製
のインナーバルブ４５は弾性によって（ロ）のように元
の細い状態に戻り、コック本体４２の内孔との間に隙間
が形成される。

それで注水槽１５内の水はこの隙間を通過してホース１
６を経て収容缶１０”内に流入し、吊下げ吸水体ｌを濡
らして重量を増加させて下方に移動させ、平衡指針５の
先端は上に動いてリミットスイッチは切れる。　このよ
うにして本発明の装置による土壌水分の測定動作が再開
される。

ｉｆ〜５図を参照して１機械的な手段による測定、記録
、制御を行う装置について説明したが。

以上の三つの機能のすべてを果したり、測定結果をコン
ピュ〜りなどに入れて集中管理したりするには、検出部
の出力を電気的に増幅して記録、調節などの機構を作動
させたり計数部に入力する必要がある。

そこで本発明の用途に適するような電気的な測定制御回
路の実施例を第６〜８図を参照して説明する。　第６図
は移動距離のセンサとしての差動変圧器（差動トランス
）６０を用いた例であり、ボビンとなる直立管８の外周
には１次コイル６１をｔｔｍ方向で中央に、その上下方
向両則には２次コイル６１゛が巻かれており、吊線９上
には前記の三つのコイルに対し軸線方向に相対的に位置
が変動（図面上下方向）し得る軽量な強磁性体のコア６
２が平衡バネ６３とバランスされて設けられている。　
これらの１次コイル６１．２次コイル６１°などは防湿
型のハウジング６４内に収容され所要の部分はシールリ
ング６７などでシールされる。　第７図はその電気回路
を示すもので、１次コイルには例えば交流電源６９が接
続されて、この１次コイル６１．２次コイル６１′およ
び強磁性体コア６２により差動トランス６０が構成され
ることになる。　土壌中の水分量が低下し、吊線９と共
に強磁性体コア６２が上方矢印Ａの方向に引上げられる
場合は、両コイル″間の磁気結合が強まり、２次コイル
に誘起される電圧は増加するが逆の場合には電圧は低下
する、この電圧の変化を適宜に増幅器６６などにより増
幅して指示、記録および調節などの機能を有する制御機
器１００に入力して、例えばメータ６８で土壌水分とし
て読み取り、さらに記録ペンを作動させチャート上に記
録させることもできる。　さらに２次コイル６１”から
増幅器６６を経た信号Ｓ１を、例えば制御センタに設置
された制御装置１０２に入力して、同様に複数の測定器
からの信号Ｓ２．Ｓ３−一−−−などを同一測定器１０
２に入力しておけば、各測定器からの測定値を制御装置
１０２に組み込マレタコンビ、Ｓ７．７　（ＣＰＵ　、
ＲＡＭ、ＲＯＭ）により比較及び集計しより正確な情報
とすることができる。　また現在、降雨やハウス内の温
度を検知し制御機器へ伝達する雨センサ、温度センサな
どが実用化されているが、同様にして、本測定器の出力
信号を制御機器に入力することにより、自動灌水が容易
に可能となる。

第８図は可変抵抗器の原理を応用した更に別の実施例を
示すものである。

平衡指針５を導電性材料で構成し、その先端は円孤状の
抵抗体８０に軽く電気的に接触させる。

支点４と抵抗体８０の端部との間には、例えば電圧メー
タ８２と、電源としての電池８４が接続されている。　
いま吊下げ吸水体１中の水分が減少して吸水体本体ｌＯ
が引き上げられ、平衡指針５が矢印Ｂのように下方に下
ると、抵抗体８０の中通型されている部分の距離が長く
なるので、抵抗値も大きくなりメータ８２の読みは低く
なり、水分の低下を読み取ることができ、またこの電流
によって小型モータを作動させて記録ペンによる記録を
行うこともできる。　このように可変抵抗を利用する場
合には、抵抗体と平衡指針の接触部分は、常によく乾燥
した状態に保っておく必要がある。

そのためには、これらの部分を耐水、耐湿構造の透明プ
ラスチック製ハウジングなどの内部に収容しておく必要
がある。

この場合でも、前記の制御機器１００や制御装置１０２
を利用して集中制御管理を行い得ることは勿論である。

ここに述べた電気的方式による二つの実施例は本発明の
装置に適した簡単な構造の例を示したに過ぎない。　　
これらの電気回路自体は公知のものであって、本発明の
装置に電気回路を組合わせて適用することが可能な事を
例示したに過ぎない。

従ってこれらに類似した他の電気回路も均等なものとし
て適用できることは勿論である。

（発明の効果） 以上に述べたように本発明の装置は、テンジオメータの
ように水銀マノメータを使用したり、測定値を対数で表
示したり、水分測定の重要な部分となる素焼カップに植
物の根が絡むなどの問題もない。　また簡単な構造で取
扱が容易であることから農業、園芸、果樹栽培及び各種
試験場などでの実用に適し、しかも電気的な検出手段や
制御回路と組合わせることが可能なので農業の分野に貢
献する所多大である。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）は本発明の検出部と機械的指示機構を示す
概略説明図：　第１図（Ｂ）は第１図Ａの検出および指
示機構と注水槽との接続関係を示す概略図；　第１図（
Ｃ）は本発明における検出体である吸水体本体の各部が
、水分量の変化に応じて上下に移動する状態を示す概略
図；　第１図（Ｄ）は液上吸水体を測定孔底の定位置に
拘束する保持体の略図；　第２図は、本発明による機械
的記録装置を示す概略側面図；　第３図は機械的方式に
よ測定、指示および自動灌水機構の概略側面図：　第４
図（Ａ）は注水槽と制水コックの接続関係を示す概略側
面図：第４図（Ｂ）は本発明の簡易型制水コックの構造
を示す概略図；　第５図は本発明の純機械的方式による
実施態様における。検出部、注水槽および配管の接続関
係を示す概略側面図；　第６図は吸水体本体の移動距離
のセンサとして差動トランスを使用する実施例を示す概
略図；　第７図は第６図のセンサを使用する電気的な測
定、指示、記録および調節のための電気回路図；　第８
図は可変抵抗器の原理を利用した別の実施態様の概略図
で；　第９図は本発明の発明者の先願発明による土壌水
分の簡易測定装置の概略側面図で、第１０図は先行技術
における土壌中水分測定装置として代表的なテンジオメ
ータの概略側面図である。 図面中の符合 １：吊下げ吸水体、２：液上吸水体、 ３：連結吸水体、４：支点、５：平衡指針。 ６：平衡バネ、６°：反対側の点、 ７：目盛板、８：直立管、９：吊線。 ９°：先端の点、ｌＯ：吸水体本体。 １０’：収容缶、６０：差動トランス、６１：１次コイ
ル、６１′＝２次コイル、６２：強磁性体コア、６３：
平衡バネ、８０：抵抗体、８２：メータ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）測定すべき土壌などに掘られた測定孔内に置かれ
   た検出部によって水分を測定する装置であって： 常に測定孔底面の土壌表面に接触して毛管作用によって
   土壌表面との間に水分の拡散交流を行うが、上方への移
   動を拘束されている海綿状の多孔性物質製の接土吸水体
   と、 前記接土吸水体の上方に位置して宙吊り状態にされ吸収
   した水分の増減によって上下に移動が可能な吊下げ吸水
   体と、 前記接土吸水体と前記吊下げ吸水体との間に接続されて
   毛管作用により両者の水分の拡散交流を中継するととも
   にそれ自体と前記吊下げ吸水体との上下移動を可能にす
   る連結吸水体と、 の三つの部分から構成されている吸水体本体と；前記吸
   水体本体を内部に収容して土壌などに掘られた測定孔内
   に挿入され底部が開口になっている中空の収容缶と； 前記収容缶に対し一定の距離を保つて配置され一つの点
   を支点として揺動可能な平衡指針と；前記平衡指針の一
   端から前記吊下げ吸水体の少くとも１つの点を結び前記
   吊下げ吸水体をほぼ水平に保って吊下げる少くとも１本
   の吊線と；前記平衡指針の他方端と前記支点との中間の
   点を作用点として、前記吸水体本体の及ぼす張力と平衡
   する平衡バネと； 前記平衡バネの張力と前記吸水体本体の吸収水分量に応
   する重量変化との間の平衡点を目盛板上の平衡指針によ
   って土壌中の水分状態として指示する指示部とから成る
   ことを特徴とする土壌および土壌代用材料などの中の水
   分の自動測定装置。
2. （２）特許請求の範囲第１項に記載の装置において； 前記収容缶のほぼ中央部から上方に延在する直立管と；
   前記直立管の上部に付設され前記吸水体本体の重量変化
   に応じて伸縮するバネと；前記吸水体本体の含水重量を
   前記バネに伝える吊線と；前記吊線上に装着された強磁
   性体のコアと、このコアと重なり合う位置で前記コアの
   外周に巻かれた１次コイルおよび２次コイルとからなる
   差動トランスとを有し； 前記１次コイルが交流電源に接続され、前記２次コイル
   がＡＭＰ、記録ペン駆動モータ、灌水モータの少くとも
   一つを含んだ電気回路を構成し、前記バネと平衡する前
   記吸水体本体の上下移動量が、前記両コイルと前記強磁
   性体コアとの重複部分の変化に応じたコイル相互間の磁
   気結合の強さを変化させて２次コイルに誘起される電圧
   変化となり、それを適宜増幅して土壌水分の変化として
   電気的に指示、記録および自動灌水する少くとも一つの
   機能を有することを特徴とする装置。