KR20100095096A - 토양 수분 측정 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 토양의 수분을 측정하는 장치에 관한 것으로, '봉' 의 형상을 가진 탐침(Probe) 외벽에 고주파를 토양에 방사하는 송신 안테나부;와 상기 송신 안테나부로부터 토양으로 방사되어 나온 고주파 신호를 수신하는 수신 안테나부;를 구비하여 유전율 및 정전용량에 따른 수신 신호의 변화를 측정하여 토양의 수분을 산출하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 토양 함수량 측정 장치는 '봉'의 형상을 가진 탐침의 외벽에 상기 송신 안테나부;와 상기 수신 안테나부;를 소정 거리를 이격 시켜서 각각 배치하여 송신 안테나부;에서 토양에 방사된 고주파 신호가 수신 안테나부;에 도달하는 경로의 거리 및 범위를 확대시켜서 종래의 토양 수분 측정 방식에 비하여 넓은 범위의 토양에 대한 수분 측정이 가능하며, 상기 '봉' 형상의 탐침;은 하방이 열려 있는 원통형 관의 형상으로 측정 토양 내 삽입이 용이하여 설치 시 발생할 수 있는 측정 토양의 교란을 최소화 하고 송신 안테나부;와 수신 안테나부;가 토양에 밀착하여 설치되어 정확한 토양 함수량 측정이 가능하도록 한 것이다.

토양, 함수비, 고주파, 유전율

Description

토양 수분 측정 장치{APPARATUS FOR MEASURING MOISTURE OF SOIL}

본 발명은 토양의 수분을 측정하는 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 측정 장치의 설치 시 나타날 수 있는 토양의 교란을 최소화 하고 측정 범위를 확대하여 측정의 정확성과 측정값의 대표성을 향상시킨 토양 수분 측정 장치에 관한 것이다.

토양이 포함하고 있는 수분의 양을 측정하는 주요 분야로는 농업, 토목, 방재 등을 들 수 있으며 측정 방식에 있어서도 다양한 방식이 개발되어 왔다. 하지만 토양의 수분을 측정하는 종래의 기술 및 방법은 측정 장치의 일부를 토양의 표층에 삽입하여 측정하는 농업용 토양 수분 측정이 대부분이며 측정 방식과 원리에 있어서 농업용 혹은 토목용의 비교적 균질인 토양의 측정에 적합한 것으로 측정범위 역시 직경 3∼5cm로 작은 범위의 토양 수분을 측정하도록 설계된 것이 대부분이다.

산지를 개간하여 주거, 공원 등의 생활 용지로 사용하거나 도로, 댐 및 철도 등이 건설되어 있는 곳에는 많은 비탈면과 사면이 있으며, 강우에 의한 토양의 자중 증가로 경사지의 붕괴, 도로유실 등으로 인하여 많은 인명과 재산상의 피해를 발생 시키고, 특히 지구 온난화로 인한 기상 이변과 집중강우로 인한 산사태 및 사 면 붕괴로 나타나는 피해는 매년 증가하는 추세이다.

경사지 붕괴 및 산사태의 주된 발생 요인은 집중 호우 및 누적 강우에 의한 토양의 자중중가와 전단강도 약화이며, 동일한 강우강도에서도 토층의 식생, 지질학적 특성으로 인하여 토양의 수분양은 다르게 나타날 수 있으므로 지질특성을 고려하여 심도별로 토양의 수분 함양을 측정하여야 한다.

토양이 포함하고 있는 수분을 측정하는 방법으로는 시료 채취 및 분석을 통한 방법과 토양에 측정용 탐침 등을 삽입 혹은 밀착하고 토양이 함유하고 있는 수분의 정도에 따라 나타나는 물성적 특징을 측정하는 방법으로 나뉜다.

시료 채취를 통한 방법은 토질의 성분을 파악하는 것에 적합한 것이며 토양의 수분에 의한 물리적 특성을 파악하기 위하여서는 측정용 탐침 등을 토양 내에 삽입하거나 설치하는 등의 직접적인 측정방법을 사용하여야 하는데, 이때 토양의 교란으로 인하여 토양의 공극률 및 포화함수비의 변화가 불가피하게 된다.

또한 측정 장치와 측정 방식에 따라서, 혹은 측정용 탐침의 토양과의 접촉 면적과 압밀의 차이로 측정값의 정확성과 측정 지역의 대표성을 상실하기가 쉬운 문제가 있다.

토양 수분 측정 방식의 원리는 수분과 유전율 변화의 상관관계를 이용하는 것이 대부분이다. 수분, 즉 물은 하나의 산소분자와 두 개의 수소분자로 이루어져 있으며 평상시 전기적인 중성을 유지하다가 외부에서 인가된 전기적인 힘에 의하여 전자 궤도가 정상상태에 비하여 변형되어 물 분자는 전기쌍극자의 특성을 지니게 된다.

이러한 특성은 토양 내 존재하는 물이 전파(Micro wave)의 전달 및 속도를 빠르게 할 뿐 아니라, 전파의 진행상에서 분포정수의 변화로 인한 정재파비의 변화와 전도 특성의 변화를 나타나게 하는 원인이 되며 이러한 정도의 양을 측정하여 토양 내 포함된 수분 양을 측정하는 것이 가능하다.

전파, 혹은 고주파를 토양에 방사하여 측정하는 방식으로는 FDR(Frequency Domain Reflectometry)과 TDR(Time Domain Reflectometry)로 크게 나뉘며 그 외의 방식으로는 ADR(Amplitude Domain Reflectometry) 등이 있다.

FDR(Frequency Domain Reflectometry)은 토양에 설치된 탐침(Probe)에 고주파 신호를 인가하고 고주파 출력의 정재파비의 변화(VSWR)를 측정하여 토양의 수분을 산출하는 방식으로서 탐침이 토양과 잘 밀착되지 않고 탐침과 토양과의 사이에 간극이 발생할 경우 측정 정확도는 현저하게 저하되는 단점을 가진다.

또한, TDR(Time Domain Reflectometry)방식은 상술한 FDR 방식과 크게 대별되는 방식으로서 고주파 신호를 방사하고 수신하는 송신부과 수신부를 이격 거리에 매설하거나 송신부, 수신부를 동시에 구비한 측정부를 이용하여 방사된 고주파신호가 반사 및 수신 되어 돌아온 시간을 계산하여 토양 내 수분 변화로 인한 유전율 변화로 인하여 고주파 신호의 전달 속도 차이를 측정하여 토양의 수분양을 산출하는 방식이다.

상기 TDR 방식에 있어 소정의 거리에 금속 등의 고주파 반사체를 추가로 매설하여 고주파 신호의 반사율을 높임으로서 측정 정확도를 높이기도 한다.

또한, ADR(Amplitude Domain Reflectometry)은 토양 내 삽입된 적어도 두 개 이상의 탐침 사이에 존재하는 토양의 용량성(Capacitance)변화 특징을 이용하여 발진 주파수의 변화를 측정하거나 회로 내에 고유 발진된 파형이 상기 용량성의 정도에 따른 파고(Amplitude)의 변화를 측정하는 방법이 있으나 이는 토양에 고주파를 방사하는 방식에 비하여 측정영역이 좁고, 탐침과 토양의 접촉면적과 압밀에 의한 영향이 커서 불균질 토양에는 적합하지 않다.

종래의 토양 수분 측정 장치는 균질한 매질에 균일한 밀착 강도와 접촉면적을 가진 측정환경, 즉 곡물의 수분 함량 측정이나 농기구 등에 의하여 골고루 섞여서 비교적 균일한 크기의 입자와 공극을 가진 토양의 수분을 측정하기에는 적합하며 측정 정확도 역시 오차범위가 2∼3％에 이를 정도로 뛰어난 성능을 가진다.

하지만 자연사면이나 절취 사면과 같은 불균질한 토양의 수분을 측정하고자 할 경우 삽입 및 매설 등의 설치 시 상술한 바와 같이 토양의 교란과 측정용 탐침과의 접촉면적의 불균일 등의 문제로 측정 정확도가 현저하게 감소하는 문제점이 있다.

도 1에 도시한 바와 같이 종래 기술에 따른 토양 수분 측정 장치는 측정회로와 처리부가 내장된 본체(61)와 탐침(63, 64)으로 구성된 측정부(62) 및 케이블(69)로 구성되며 케이블(69)은 측정된 신호를 외부로 전송하여 휴대용 표시장치를 통해 수분 측정값이 표시되도록 하거나 저장 또는 전송 등의 목적을 가진 외부 계측 장비에 연결되도록 한다.

종래 기술에 따른 토양 수분 측정 장치의 형상을 설명하기 위한 도면인 도2의 (a)를 보면 본체 하방에 측정을 위한 2개의 탐침으로 구성된 측정부를 구성하거 나 도2의 (b)처럼 측정부의 탐침이 4개인 것을 볼 수 있는데 이러한 차이는 TDR, FDR의 측정 방식의 차이와 측정을 위한 구동 주파수의 차이에 의하여 제조사 별로 조금씩 상이하다.

상술한 바와 같이 종래기술에 따른 토양 수분 장치의 특징은 측정 장치의 측정용 탐침을 토양의 표층에 삽입하여 수분을 측정하기에 적합한 형태적인 특징을 가진다.

하지만 이러한 특징은 깊은 심도나 심도가 각기 다른 다수의 토층 수분을 측정하기에 불리하다. 이를 설명하기 위하여 도 3에 종래 기술에 따른 토양 수분 측정 장치를 매설하거나 심도별로 설치한 모습을 도시하였다.

도3의 (a)는 다층의 심도를 측정하기 위하여 측정 지점에 관측공을 설치하고 관측공의 측면 벽면(56)에 수직한 방향으로 측정 장치를 삽입한 모습을 나타낸 것이다.

도시한 바와 같은 측정 및 설치를 위해서는 천공 시 벽면(56)이 무너져 내리거나 교란 되지 않도록 주의하며, 적어도 측정 장치의 길이 보다 직경이 넓은 관측공을 천공해야하므로 많은 비용과 시간이 사용된다. 더욱이 설치 완료 후 관측공의 되메움 작업시 인접 토양과 토층의 교란으로 측정 정확도의 훼손은 너무도 자명한 일이다.

도 3의 (b)는 깊은 심도의 토층에 센서를 설치한 모습을 보여준다. 토양내 수분의 흐름은 표면장력 및 확산과 중력에 의존하는데 종래기술에 따른 토양 수분 측정 장치가 중력 방향으로 설치될 경우 중력에 의한 수분의 확산 방향(55)과 관측 공의 방향, 측정 장치의 방향이 일치하여 측정값의 정확도와 대표성을 확보하기 어려우므로 지면에 대하여 일정한 각도를 주어 비스듬하게 천공 및 설치한 것이다.

상술한 바와 같이 토양 측정을 위한 종래의 기술은 균질한 토양의 표층을 측정하기에는 적당하나 암편이 많거나, 입자의 크기가 불균질한 토양의 경우 설치 및 측정 시 정확성이 떨어지므로 측정값의 대표성을 상실하게 되는 문제점이 있다.

또한 상기 언급한 종래의 토양 수분 측정 장치는 탐침과 탐침 사이에 위치한 좁은 범위의 토양 수분 함량에 의하여 측정값이 결정되므로 불균질 토양의 수분을 측정하는데 부적합하고, 지표면으로부터 일정 깊이 이상의 심층 토양의 수분을 측정하기 위해서 측정장치를 매설할 경우 측정 대상인 토양을 지나치게 교란하게 되는 문제점이 있다.

특히 자연 혹은 인공 사면의 감시 및 붕괴 예측을 위하여 다점의 토양을 상시적으로 계측할 경우에 측정 장치의 설치 및 비용 면에서 많은 어려움이 남는다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 측정 범위가 넓고 설치 시 토양의 교란이 적어서 토양 수분 측정의 정확성과 설치 편의성을 향상시킨 토양 수분 측정 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 토양 수분 측정 장치는 하방이 개방된 탐침; 상기 탐침에 설치되어 고주파 신호가 방사되도록 하는 송신 안테나부; 상기 송신 안테나부와 일정 거리 이격되어 상기 탐침에 설치되고, 상기 송신 안테나부로부터 방사된 고주파 신호를 수신하는 수신 안테나부; 및 상기 송신 안테나부를 통해 방사될 고주파 신호를 발진시키고, 상기 수신 안테나부를 통해 수신된 고주파 신호를 분석하여 토양 수분값을 생성하는 신호 처리부;를 포함한다.

또한, 상기 신호 처리부는 상기 탐침의 내부에 일체로 설치된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 탐침은 토양의 공극 발생과 교란이 최소화되도록 탐침의 삽입 방향 선단부 모서리에 사선을 형성한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 신호 처리부는 상기 송신 안테나부를 통해 측정용 고주파 신호가 방사되도록 고주파 신호를 발진시키는 고주파 발진부; 상기 수신 안테나부에서 수신된 고주파 신호를 토양 수분에 의한 비례적인 고주파 신호 특성의 변화값을 감지하게 되며, 전압 신호로 바꾸어 출력하는 고주파 처리부; 및 상기 고주파 발진부가 고주파 신호를 발진하도록 제어하고, 상기 고주파 처리부로부터 전달된 신호를 이용하여 토양의 수분값을 생성하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 신호 처리부는 토양의 온도를 측정하여 전압 신호로 출력하는 온도 측정부; 및 상기 제어부로부터 출력되는 제어 신호에 따라 상기 온도 측정부로부터 출력되는 전압 신호와 상기 고주파 처리부에 출력되는 전압 신호 중 적어도 어느 하나의 전압 신호를 선택하여 상기 제어부로 출력하는 멀티플렉서를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 토양의 수분을 측정하는 장치에 있어서 설치 시 발생할 수 있는 토양의 교란을 최소화 하고 토양의 공극 및 밀도를 유지하면서 측정 장치를 토양에 밀착 시켜서 측정하게 되므로 종래 기술에 비하여 매우 정확한 측정값을 얻을 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 토양 수분 측정 장치를 나타낸 사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 토양 수분 측정 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.

도4 및 도 5에 도시한 바와 같이, '봉' 의 형상을 가진 탐침(10)의 외벽에 고주파를 토양에 방사하는 송신 안테나부(11);와 상기 송신 안테나부로부터 토양으로 방사되어 나온 고주파 신호를 수신하는 수신 안테나부(12);를 구비하고 토양의 유전율 및 정전용량에 따른 수신 신호의 변화를 측정하여 토양의 수분을 산출하는 것을 특징으로 하며 측정범위가 측정 장치의 설치 시 토양 교란의 영향이 적은 원통형 측정 프로브의 주회방향으로, 측정의 정확성과 설치 편의성을 향상시키는 것이다.

도 4에 도시하였듯이 '봉'의 형상을 가진 탐침(10)의 외벽에 상기 송신 안테나부(11);와 상기 수신 안테나부(12);를 소정 거리를 이격 시켜서 각각 배치하여 송신 안테나부(11);에서 토양에 방사된 고주파 신호가 수신 안테나부(12);에 도달하는 경로의 거리 및 범위를 확대시켜서 종래의 토양 수분 측정 방식에 비하여 넓은 범위의 토양에 대한 수분양 측정이 가능하다.

또한 상기 '봉' 형상의 탐침(10);은 하방(16)이 열려있는 중공의 원통형상으로 측정 토양 내 삽입이 용이하여 설치 시 발생할 수 있는 측정 토양의 교란을 최소화 하고 송신 안테나부(11);와 수신 안테나부(12);가 토양에 밀착하여 설치되어 정확한 토양 함수량 측정이 가능하도록 한 것이다.

본 발명인 토양 수분 측정 장치를 삽입 방향(31)으로 토양에 설치할 때 토양내 암편과 불균질한 입자 크기로 인한 마찰 등으로 인한 토양의 교란이 발생하게 되는데, 이때 이러한 측정 장치와 토양의 공극 발생과 교란을 최소화하기 위하여 탐침(10)의 삽입 방향 선단부 모서리(18)는 사선을 가지게 형성하여 설치 시에 탐침(10)은 모서리(18)의 단면을 가진 원기둥 형상으로 토양을 절단하면서 삽입하게 된다.

원형으로 절단된 토양은 탐침(10)의 하방(16) 혹은 탐침의 삽입 방향과 반대 방향(32)으로 들어가게 되어 탐침(10)의 삽입으로 인한 토양의 교란을 최소화 한다.

상기한 대로 탐침(10)의 설치 시 탐침의 안쪽으로 들어간 토양은 체적 및 공 극이 많이 교란된 상태가 되어 측정 범위에 포함될 경우 측정치에 많은 오차를 주게 되지만 본 발명에 의한 측정 방식 및 측정 범위는 '봉' 형상의 탐침(10)의 주위를 주회하는 공간의 토양에 대한 것이므로 상술한 삽입 시 나타나는 교란된 토양에 대해서는 문제되지 않는다.

앞서 언급한 바와 같이 전파(Micro wave)를 송신하고 수신하는 송신 안테나부(11)와 수신 안테나부(12)의 전파 송, 수신의 지향성을 탐침(10)의 바깥으로 향 하게 배치한 것은 물론, 탐침(10)은 도전성 금속재질을 사용하여 측정용 고주파의 침투를 차단하여서, 탐침의 삽입 시 탐침의 내부에 들어온 교란된 토양 수분에 의하여 본 발명인 수분 측정 장치가 받는 영향을 최소화 하였다.

본 발명의 기능적인 설명을 위하여 도시한 도4와 도5의 블록 구성도를 보면, 제어부(21)가 보낸 명령에 의하여 고주파 발진부(22)는 측정용 고주파를 발진시켜서 송신 안테나부(11)에 보낸다.

송신 안테나부(11)에 의하여 토양에 방사된 측정용 고주파 신호는 토양을 지나서 수신 안테나부(12)를 통하여 수신된다.

수신된 고주파 신호는 고주파 처리부(23)에 의하여 토양 수분에 의한 비례적인 고주파 신호 특성의 변화값을 감지하게 되며, 전압 신호로 바꾸어 주는 기능을 한다. 고주파 처리부(23)에서 변환된 전압신호는 멀티플렉서(25)로 전달된다.

멀티플렉서(25)는 고주파 처리부(23)에서 전달된 신호 외에 온도 측정부(24)에서 측정한 온도에 대응하는 전압신호도 함께 받게 되는데, 제어부(21)의 제어 신호에 의하여 상기 두 신호를 선택하여 ADC(26)으로 보내지게 된다.

ADC(26)는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 구성으로, 고주파 처리부의 출력 전압신호와 온도에 대응하는 전압신호를 각각 디지털 값으로 변환하여 제어부(21)로 송신하며 제어부(21)는 고주파 처리부(23)와 온도 측정부(24)로부터 전달된 신호를 이용하여 온도 보정이 된 토양의 수분값을 생성하게 된다.

상기 온도 보정이 된 토양 수분 값은 제어부(21)내의 저장 장치에 저장되거나 통신부(27)를 거쳐 케이블(15)을 통해 외부의 표시 장치나 원격 전송 및 저장의 기능을 갖춘 데이터 로거에 전송되어 표시되거나 저장 된다.

상기 고주파 발진부(22)와 고주파 처리부(23) 및 제어부(21)등을 포함하는 신호처리부(20)는 도4의 본체(17)안에 실장되어 있으며, 송신 안테나부(11) 및 수신 안테나부(12)와 고주파 연결선(13, 14)로 연결된다.

상기 고주파 연결선(13, 14)은 고주파 손실 없는 연결을 위하여 고주파 발진부(22) 및 고주파 처리부(23)가 동축케이블을 통해 송,수신 안테나부(11, 12)와 연결되는 것이 바람직하다.

도 6은 송신 안테나부(11)와 수신 안테나부(12)의 형상을 설명하기 위한 도면이며 전면(a)과 측면(b), 상면(c)을 나타내었다. 전면(a) 및 측면(b)의 도면에 나타나듯이 폭이 좁고 긴 형상을 하며 바람직하게는 회로 기판을 사용하며 상부에는 고주파 신호를 송신 혹은 수신이 가능한 안테나 패턴이 형성되어있고 하부에는 탐침(10)의 안쪽으로 고주파 신호의 방사와 수신을 차단하는, 즉 송신 및 수신의 방향성을 가질 수 있는 패치 안테나 형상을 가지도록 한다.

도 7은 본 발명인 토양 수분 측정 장치의 바람직한 설치 예를 설명한 도면이다. 단계(a): 핸드 오거(Hand Auger)를 이용하여 측정하고자 하는 토양에 본 발명인 토양 수분 측정 장치의 외경과 같은 크기의 직경을 가진 오거(71)를 이용하여 천공한다.

단계(b): 오거(71)를 제거하고 교란된 흙은 제거한다.

단계(c): 삽입 기구(72)를 이용하여 토양 수분 측정 탐침(10)을 밀어 넣는다.

단계(d):삽입 기구(72)를 제거한다. 삽입 기구(72)는 삽입 및 회전 방향의 힘만을 전달하므로 삽입 후 토양 밖으로 제거 할 경우 탐침(10)과 쉽게 분리 되며, 탐침(10)에 연결된 케이블(15)이 쉽게 통과할 수 있도록 위, 아래가 뚫린 구조이다.

단계(e): 원 지반의 토양을 잘 메운다. 이때 석고 등의 보조재를 이용하여 케이블과 토양 입자의 접촉면 공간에 의해 발생 될 수 있는 지표수의 과다 유입을 방지한다.

도 8은 본 발명의 개량된 실시 예를 설명하기 위하여 도시한 도면이다.

도8의 (a)는 상술한 바와 같은, 설치 시 토양의 공극 발생과 교란이 최소화되도록 탐침(10)의 하방이 개방되고 삽입 방향 선 단부 모서리(18)를 형성한 것을 특징으로 하는 토양 수분 측정 장치이다. 도8의 (b)는 탐침(10)의 삽입 방향 선 단부 모서리(18)에 톱니형의 요철을 형성하여 도7의 (c)에 나타내었듯이 탐침(10)의 삽입 시 회전을 주어 토양의 암편과 불 균일 입자 등으로 인한 설치 장애를 극복하고 무리하게 수직방향으로만 힘을 주어 삽입하여 생길 수 있는 토양 교란을 없앨 수 있다.

도 9는 본 발명이 토양에 설치되어 토양의 수분을 측정하는 측정용 고주파 신호의 패턴과 측정 범위를 설명하는 도면이다.

측정용 고주파 패턴(40)은 탐침(10)의 내부로 침범하지 않고 탐침 주위를 주회하며 토양의 수분을 측정하여, 측정 범위가 종래의 기술과는 다르게 관측공의 방향축 상에 존재하는, 교란된 토양이 아닌 탐침의 주변의 토양을 측정하는 모습을 보여 준다.

도 1은 종래 기술에 따른 토양 수분 측정 장치의 실시 예를 설명하기 위한 도면.

도 2는 종래 기술에 따른 토양 수분 측정 장치의 형상을 설명하기 위한 도면.

도 3은 종래 기술에 따른 다층의 심도를 측정하는 실시 예를 설명하기 위한 도면.

도 4는 본 발명에 따른 토양 수분 측정 장치를 나타낸 사시도.

도 5는 본 발명에 따른 토양 수분 측정 장치의 구성을 나타낸 블록도.

도 6은 송신 안테나부(11)와 수신 안테나부(12)의 형상을 설명하기 위한 도면.

도 7은 본 발명인 토양 수분 측정 장치의 바람직한 설치 예를 설명한 도면.

도 8은 본 발명의 개량된 실시 예를 설명하기 위하여 도시한 도면.

도 9는 본 발명의 측정용 고주파 신호의 패턴을 설명한 도면.

Claims (9)

1. 토양 수분 측정 장치로서,

   '봉 ' 혹은 ' 원기둥 ' 형상의 탐침;

   상기 탐침의 외벽에 에 설치되어 고주파 신호가 방사되도록 하는 송신 안테나부;

   상기 송신 안테나부와 일정 거리 이격되어 상기 탐침의 외벽에 설치되고, 상기 송신 안테나부로부터 방사된 고주파 신호를 수신하는 수신 안테나부 및

   상기 송신 안테나부를 통해 방사될 고주파 신호를 발진시키고, 상기 수신 안테나부를 통해 수신된 고주파 신호를 분석하여 토양 수분값을 생성하는 신호 처리부를 포함하는 토양 수분 측정 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 탐침은 탐침의 설치 시 탐침의 삽입 방향에 있는 토양이 개방된 탐침의 하방으로 들어올 수 있어서 설치 시 토양의 공극 발생과 교란이 최소화되도록 하방이 개방된 것을 특징으로 하는 토양 수분 측정 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 탐침은 토양의 공극 발생과 교란이 최소화되도록 탐침의 삽입 방향 선단부 모서리에 사선을 형성한 것을 특징으로 하는 토양 수분 측정 장치.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

   상기 탐침은 토양의 공극 발생과 교란이 최소화되도록 상기 탐침의 삽입 방향 선단부 모서리에 톱니형의 요철부을 형성한 것을 특징으로 하는 토양 수분 측정 장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 신호 처리부는 상기 탐침의 내부에 일체로 설치된 것을 특징으로 하는 토양 수분 측정 장치.
6. 제 1 항 또는 제 5 항에 있어서,

   상기 신호 처리부는 상기 송신 안테나부를 통해 측정용 고주파 신호가 방사되도록 고주파 신호를 발진시키는 고주파 발진부;

   상기 수신 안테나부에서 수신된 고주파 신호를 토양 수분에 의한 비례적인 고주파 신호 특성의 변화값을 감지하게 되며, 전압 신호로 바꾸어 출력하는 고주파 처리부; 및

   상기 고주파 발진부가 고주파 신호를 발진하도록 제어하고, 상기 고주파 처리부로부터 전달된 신호를 이용하여 토양의 수분값을 생성하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 토양 수분 측정 장치.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 신호 처리부는 토양의 온도를 측정하여 전압 신호로 출력하는 온도 측정부; 및

   상기 제어부로부터 출력되는 제어 신호에 따라 상기 온도 측정부로부터 출력되는 전압 신호와 상기 고주파 처리부에 출력되는 전압 신호 중 적어도 어느 하나의 전압 신호를 선택하여 상기 제어부로 출력하는 멀티플렉서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 토양 수분 측정 장치.
8. 제 1 항 또는 제 6 항에 있어서,

   상기 송신 안테나부와 수신 안테나부는 측정용 고주파의 지향성이 상기 탐침의 외부 방향으로 향하도록 상기 탐침의 외벽에 설치되며, 탐침의 안쪽으로는 고주파 신호의 방사와 수신을 차단하도록 고주파 차폐면이 형성된 것을 특징으로 하는 토양 수분 측정 장치.
9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 탐침은 측정용 고주파가 탐침 내부로 침투하는 것을 차단하기 위하여 도전성 금속 재질을 사용하는 것을 특징으로 하는 토양 수분 측정 장치.

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