WO2022168757A1 - 土壌センサ - Google Patents

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WO2022168757A1
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pedestal
soil
gnd line
line
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伴秀 有木
啓 島倉
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株式会社デンソー
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Definitions

  • the present disclosure relates to soil sensors.
  • the device includes a return transmission line and a circuit unit.
  • the folded transmission line is arranged between the first straight portion and the second straight portion arranged in parallel, the folded portion integrating one end side of each straight portion, and each straight portion. and a linear conductor arranged parallel to each linear portion.
  • the circuit unit supplies a frequency signal of a predetermined frequency to the return transmission line and obtains the dielectric constant of the soil based on the frequency signal obtained from the return transmission line. Also, the circuit unit acquires the water content of the soil using the information on the dielectric constant.
  • the detection unit for measuring the water content and the detection unit for measuring the water potential are placed close to each other so that the measurement locations are the same. This is because, in the soil, the state of the soil may differ greatly even if the location is slightly separated.
  • one detector may affect the other detector.
  • Such possibilities are not limited to the integration of a device for measuring water content and a device for measuring water potential, but can occur when at least two physical quantities are detected. For example, when integrating a device that measures electrical conductivity with a device that measures water potential, one detector may affect the other.
  • An object of the present disclosure is to provide a soil sensor that can prevent at least two detection units from influencing each other.
  • the soil sensor includes a pedestal, a first detection section, a second detection section, and a circuit section.
  • the pedestal has an installation surface.
  • the first detector has a first signal line and a first GND line arranged on the base.
  • the second detector has a second signal line and a second GND line arranged on the installation surface of the pedestal, and ceramics.
  • one end of the second signal line is one electrode for the ceramics, and one end of the second GND line is the other electrode for the ceramics.
  • the circuit unit inputs a frequency signal between one end of the first signal line and one end of the first GND line, and transmits the frequency signal to the first signal line corresponding to the amount of water contained in the soil on which the pedestal is placed. Obtain the moisture content based on the propagation time to reach the other end of the .
  • the circuit unit measures the water potential of the soil based on the capacitance between one end of the second signal line and one end of the second GND line, which changes when water contained in the soil enters the ceramics.
  • the first signal line is a circular wiring pattern projected onto the mounting surface of the pedestal.
  • the first GND line is spaced from the first signal line, and is surrounded by the wiring pattern of the first signal line projected onto the installation surface of the pedestal. placed in
  • the second detection unit is arranged in an area surrounded by the wiring pattern of the first GND line projected onto the installation surface of the pedestal.
  • the second detection section is arranged avoiding the area of the electric field spread by the first signal line and the first GND line of the first detection section. Therefore, it is possible to suppress mutual influence between the first detection unit for measuring the water content of the soil and the second detection unit for measuring the water potential of the soil.
  • the soil sensor includes a pedestal, a first detection section, a second detection section, and a circuit section.
  • the pedestal has an installation surface.
  • the first detector has a first signal line and a first GND line arranged on the base.
  • the second detector has a second signal line and a second GND line arranged on the installation surface of the pedestal, and ceramics.
  • one end of the second signal line is one electrode for the ceramics, and one end of the second GND line is the other electrode for the ceramics.
  • the circuit unit inputs a frequency signal between one end of the first signal line and one end of the first GND line, and based on the magnitude of the rising slope of the frequency signal reaching the other end of the first signal line. to obtain the electrical conductivity of the soil in which the pedestal is placed.
  • the circuit unit measures the water potential of the soil based on the capacitance between one end of the second signal line and one end of the second GND line, which changes when water contained in the soil enters the ceramics.
  • the first signal line is a circular wiring pattern projected onto the mounting surface of the pedestal.
  • the first GND line is spaced from the first signal line, and is surrounded by the wiring pattern of the first signal line projected onto the installation surface of the pedestal. placed in
  • the second detection unit is arranged in an area surrounded by the wiring pattern of the first GND line projected onto the installation surface of the pedestal.
  • the second detection section is arranged avoiding the area of the electric field spread by the first signal line and the first GND line of the first detection section. Therefore, it is possible to suppress mutual influence between the first detection unit for measuring the electrical conductivity of the soil and the second detection unit for measuring the water potential of the soil.
  • FIG. 1 is a plan view of a soil sensor according to the first embodiment
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along II-II in FIG.
  • FIG. 3 is a diagram showing how the soil sensor is installed in the soil
  • FIG. 4 is a diagram showing the state of rain when the pedestal and circuit section of the soil sensor are arranged in a direction perpendicular to the direction of gravity
  • FIG. 5 is a diagram showing the state of rain when the pedestal and circuit section of the soil sensor are arranged in the direction of gravity
  • FIG. 6 is a diagram for explaining a method for measuring the moisture content
  • FIG. 7 is a plan view of the soil sensor according to the second embodiment
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line VIII-VIII in FIG.
  • FIG. 9 is a plan view of the soil sensor according to the third embodiment
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing how an electric field spreads when the wiring pattern density is low.
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing how an electric field spreads when the density of wiring patterns is high.
  • FIG. 12 is a plan view of the soil sensor according to the fourth embodiment
  • FIG. 13 is a plan view of the soil sensor according to the fifth embodiment
  • FIG. 14 is a plan view of the soil sensor according to the sixth embodiment
  • FIG. 15 is a plan view of the soil sensor according to the seventh embodiment
  • FIG. 16 is a plan view showing a modification of the soil sensor according to the seventh embodiment
  • FIG. 17 is a plan view of the soil sensor according to the eighth embodiment
  • 18 is a side view of the soil sensor shown in FIG. 17
  • FIG. 19 is a plan view showing a modification of the soil sensor according to the eighth embodiment
  • 20 is a side view of the soil sensor shown in FIG. 19
  • FIG. 21 is a plan view showing a modification of the soil sensor according to the eighth embodiment
  • FIG. 22 is a plan view showing a modification of the soil sensor according to the eighth embodiment
  • FIG. 23 is a perspective view of a soil sensor according to the ninth embodiment
  • FIG. 24 is a cross-sectional view of the soil sensor according to the tenth embodiment, FIG.
  • FIG. 25 is a cross-sectional view of the soil sensor according to the eleventh embodiment
  • FIG. 26 is a cross-sectional view of the soil sensor according to the twelfth embodiment
  • FIG. 27 is a cross-sectional view of a soil sensor according to the thirteenth embodiment
  • FIG. 28 is a cross-sectional view of a soil sensor according to the fourteenth embodiment
  • FIG. 29 is a cross-sectional view of a soil sensor according to the fifteenth embodiment
  • FIG. 30 is a cross-sectional view of the soil sensor according to the sixteenth embodiment
  • FIG. 31 is a cross-sectional view of the soil sensor according to the seventeenth embodiment
  • FIG. 32 is a cross-sectional view of the soil sensor according to the eighteenth embodiment
  • FIG. 33 is a cross-sectional view of a soil sensor according to the nineteenth embodiment
  • FIG. 34 is a plan view of the soil sensor according to the twentieth embodiment
  • 35 is a cross-sectional view taken along line XXXV-XXXV of FIG. 34.
  • the soil sensor according to this embodiment is a sensor that detects physical quantities related to soil.
  • Soil is the foundation for growing crops, and includes dirt, sand, clay, and the like.
  • the soil sensor 100 includes a base 110, a first detection section 120, a second detection section 130, a third detection section 140, a fourth detection section 150, a fifth detection section 160, and a circuit section 170. including.
  • the pedestal 110 is a part on which the detection units 120 to 160 are installed.
  • the pedestal 110 is, for example, a printed circuit board having one surface 111 .
  • the pedestal 110 may be a flexible substrate.
  • the pedestal 110 has, for example, a rectangular parallelepiped shape.
  • the pedestal 110 has, for example, an arc shape on one end side.
  • the pedestal 110 is integrated with the circuit section 170 at the other end.
  • the base 110 is housed in the circuit section 170 on the other end side. If the direction in which the pedestal 110 and the circuit section 170 are arranged is defined as the arrangement direction, the pedestal 110 has a shape along the arrangement direction.
  • the first detection unit 120 is a component for measuring the amount of water contained in the soil and the electrical conductivity of the soil.
  • Moisture content is the percentage of water contained in the soil. In other words, the water content is the volume content of water contained in the soil. The water content is expressed in units of %, for example.
  • Electrical conductivity is a physical quantity corresponding to the salinity of soil.
  • the first detection section 120 has a first signal line 121 and a first GND line 122 .
  • the first signal line 121 and the first GND line 122 are arranged on one surface 111 of the base 110 .
  • the first signal line 121 and the first GND line 122 are metal wiring such as Cu.
  • the first signal line 121 is a wiring pattern arranged on the outer edge of the one surface 111 of the pedestal 110 .
  • the first signal line 121 is arranged along the contour of the one surface 111 of the base 110 such that the one end 121A and the other end 121B are positioned on the other end side of the one surface 111 of the base 110 .
  • the first signal line 121 is a circular wiring pattern projected onto the one surface 111 of the pedestal 110 .
  • the wiring pattern of the first signal lines 121 projected on the one surface 111 of the base 110 and the actual wiring pattern of the first signal lines 121 are different.
  • the wiring pattern can be regarded as the same.
  • the wiring pattern of the first signal line 121 projected onto the one surface 111 of the base 110 has a first straight portion 121C, a second straight portion 121D, and a connection portion 121E.
  • the second straight portion 121D is arranged in parallel with the first straight portion 121C.
  • first straight portion 121C and the second straight portion 121D are arranged in parallel.
  • the second linear portion 121D may not only be arranged parallel to the first linear portion 121C, but may also be slightly inclined with respect to the first linear portion 121C.
  • the side of the first linear portion 121C opposite to the connection portion 121E side corresponds to the one end portion 121A of the first signal line 121 .
  • the side of the second straight portion 121D opposite to the connection portion 121E side corresponds to the other end portion 121B of the first signal line 121 .
  • the connecting portion 121E is arranged in an arc shape according to the outer shape of one end of the pedestal 110 .
  • One end 121A and the other end 121B of the first signal line 121 are electrically connected to the circuit section 170 .
  • the first GND line 122 is a wiring pattern arranged inside the first signal line 121 on the one surface 111 of the pedestal 110 . That is, the wiring pattern of the first GND line 122 projected onto the one surface 111 of the pedestal 110 is arranged in a region surrounded by the first signal lines 121 projected onto the one surface 111 of the pedestal 110 .
  • the enclosed area is an area surrounded by an imaginary line connecting a portion corresponding to one end portion 121A and a portion corresponding to the other end portion 121B of the first signal line 121 on the one surface 111 of the base 110. be.
  • the wiring pattern of the first GND lines 122 projected on the one surface 111 of the base 110 and the actual wiring pattern of the first GND lines 122 are different. , can be equated.
  • the first GND line 122 is arranged with a first spacing from the first signal line 121 .
  • the first GND line 122 is annularly arranged along the first signal line 121 such that the one end 122A and the other end 122B are positioned on the other end side of the one surface 111 of the base 110 . That is, the first GND line 122 has the same wiring pattern as the first signal line 121 .
  • the first spacing need not be a constant value everywhere on the first signal line 121 and the first GND line 122 .
  • One end 122A and the other end 122B of the first GND line 122 are electrically connected to the circuit section 170 .
  • the first signal line 121 and the first GND line 122 are covered with the insulating film 112 .
  • the insulating film 112 is a protective film for protecting the first signal line 121 and the first GND line 122 from corrosion. Note that the insulating film 112 is omitted in FIG.
  • the second detection unit 130 is a component for measuring the water potential of soil.
  • Water potential is a physical quantity corresponding to the pressure of water contained in soil. Water potential is expressed in units of Pa, for example.
  • the second detector 130 is arranged inside the first GND line 122 . That is, the second detection unit 130 is arranged in a region surrounded by the wiring pattern of the first GND line 122 projected onto the one surface 111 of the base 110 .
  • the second detection section 130 has a second signal line 131, a second GND line 132, and ceramics 133.
  • a second signal line 131 and a second GND line 132 are arranged on one surface 111 of the base 110 .
  • the second signal line 131 and the second GND line 132 are metal wiring such as Cu.
  • the second signal line 131 and the second GND line 132 are wiring patterns linearly arranged from the other end side to the one end side of the one surface 111 of the pedestal 110 . That is, the second signal line 131 has one end portion 131A located on one end side of the one surface 111 of the base 110 and the other end portion 131B located on the other end side of the one surface 111 of the base 110 . Similarly, the second GND line 132 has one end portion 132A located on one end side of the one surface 111 of the base 110 and the other end portion 132B located on the other end side of the one surface 111 of the base 110 .
  • One end 131 A of the second signal line 131 is one electrode for the ceramics 133 .
  • the one end portion 132A of the second GND line 132 is arranged with a second spacing from the one end portion 131A of the second signal line 131 and has a pattern surrounding the one end portion 131A of the second signal line 131.
  • one end portion 131A of the second signal line 131 has an annular wiring pattern.
  • the one end portion 132A of the second GND line 132 has an annular pattern surrounding the one end portion 131A of the second signal line 131 so as not to contact the one end portion 132A of the second GND line 132 .
  • the second signal line 131 and the second GND line 132 are covered with the insulating film 112 .
  • One end 132 A of the second GND line 132 is the other electrode for the ceramics 133 .
  • the ceramics 133 are arranged above one end 131A of the second signal line 131 and one end 132A of the second GND line 132 . Specifically, the ceramics 133 is arranged on the insulating film 112 so as to be positioned above the one end 131A of the second signal line 131 and the one end 132A of the second GND line 132 .
  • cordierite or alumina can be used as the ceramics 133 .
  • Cordierite has a dielectric constant of 4 and alumina has a dielectric constant of 9.6.
  • the ceramics 133 has a columnar shape in accordance with the wiring pattern of the one end 131A of the second signal line 131 and the one end 132A of the second GND line 132 .
  • the ceramics 133 has a rectangular parallelepiped shape.
  • the third detection section 140 is a component for measuring the soil temperature.
  • the third detection unit 140 is arranged inside the first GND line 122 projected onto one surface 111 of the one surface 111 of the base 110, and is arranged in a region where the second detection unit 130 is not arranged.
  • the third detector 140 has a third signal line 141 , a third GND line 142 and a thermistor 143 .
  • the third signal line 141 and the third GND line 142 are metal wiring such as Cu.
  • the third signal line 141 and the third GND line 142 are covered with the insulating film 112 and electrically connected to the circuit section 170 .
  • the third signal line 141 and the third GND line 142 are wiring patterns linearly arranged from the other end side to the one end side of the one surface 111 of the base 110 .
  • a third GND line 142 is arranged next to the first GND line 122 .
  • the third signal line 141 is arranged on the side of the third GND line 142 opposite to the side of the first GND line 122 . That is, the third signal line 141 is arranged between the third GND line 142 and the second signal line 131 .
  • the thermistor 143 is an element for detecting the temperature of the soil.
  • the thermistor 143 is arranged on the insulating film 112 .
  • the thermistor 143 is electrically connected to the third signal line 141 and the third GND line 142 through an opening (not shown) formed in the insulating film 112 .
  • a thermocouple may be employed as the temperature detection element.
  • the fourth detection unit 150 is a component for detecting the pH of soil.
  • the fourth detection unit 150 is arranged inside the first GND line 122 projected on one surface 111 of the one surface 111 of the pedestal 110, and is an area where the second detection unit 130 and the third detection unit 140 are not arranged. placed in
  • the fourth detection section 150 has a fourth signal line 151, a fourth GND line 152, and a pair of electrodes (not shown).
  • the fourth signal line 151 and the fourth GND line 152 are metal wiring such as Cu.
  • the fourth signal line 151 and the fourth GND line 152 are covered with the insulating film 112 and electrically connected to the circuit section 170 .
  • the fourth signal line 151 and the fourth GND line 152 are wiring patterns linearly arranged from the other end side to the one end side of the one surface 111 of the pedestal 110 .
  • the fourth GND line 152 is arranged on the side of the second GND line 132 opposite to the side of the second signal line 131 .
  • the fourth signal line 151 is arranged on the side of the fourth GND line 152 opposite to the side of the second GND line 132 . That is, the fourth GND line 152 is arranged between the second GND line 132 and the fourth signal line 151 .
  • the fourth detection unit 150 detects a potential difference between a pair of electrodes caused by water contained in soil adhering to one of the pair of electrodes.
  • a pair of electrodes are, for example, an ISFET electrode and a reference electrode.
  • the fifth detection unit 160 is a component for detecting the redox potential of soil.
  • Oxidation-reduction potential (Redox potential or Oxidation-reduction Potential; ORP) is a physical quantity representing the degree of oxidation-reduction of soil. The redox potential is sometimes expressed as Eh. If the redox potential is positive, the soil has oxygen, ie the soil is in an oxidizing state. If the redox potential is negative, the soil is oxygen-free, ie the soil is in a reducing state.
  • flooding a paddy field promotes reduction, and oxygen is consumed when organic matter is decomposed, further promoting reduction.
  • soil reduction disinfection by injecting organic matter such as rice bran, wheat bran, and molasses, which are reducing materials, into the soil, the soil can be made oxygen-free and pests can be killed.
  • the oxygen-free state of the soil means an oxygen-deficient state, a reduced state, and a negative oxidation-reduction potential state.
  • the fifth detection unit 160 is arranged inside the first GND line 122 projected on one surface 111 of the one surface 111 of the pedestal 110, and the second detection unit 130, the third detection unit 140, and the fourth detection unit 150 is placed in an area where 150 is not placed.
  • the fifth detection section 160 has a fifth signal line 161, a fifth GND line 162, and a pair of electrodes (not shown).
  • the fifth signal line 161 and the fifth GND line 162 are metal wiring such as Cu.
  • the fifth signal line 161 and the fifth GND line 162 are covered with the insulating film 112 and electrically connected to the circuit section 170 .
  • the fifth signal line 161 and the fifth GND line 162 are wiring patterns linearly arranged from the other end side to the one end side of the one surface 111 of the base 110 .
  • a fifth GND line 162 is arranged next to the first GND line 122 .
  • a fifth signal line 161 is arranged between the fifth GND line 162 and the fourth signal line 151 .
  • the fifth detection unit 160 has a detection electrode and a reference electrode as a pair of electrodes.
  • the fifth detection unit 160 detects a potential difference between the detection electrode and the reference electrode due to water contained in soil adhering to the detection electrode.
  • the circuit unit 170 determines the amount of water contained in the soil, the water potential of the soil, the electrical conductivity of the soil, the temperature of the soil, the pH of the soil, and the redox potential of the soil based on the detection results of the detection units 120 to 160. to get
  • the circuit section 170 has electronic components such as microcomputers and ICs for controlling the detection sections 120-160. Electronic components are mounted on a dedicated printed circuit board for the circuit section 170 . Alternatively, the electronic components are mounted on the other end side of the pedestal 110 . That is, the pedestal 110 may form part of the circuit section 170 .
  • a portion of the pedestal 110 that is not related to sensing may be covered with a coating film. This protects the portion covered with the coating film. Alternatively, corrosion of metal parts is suppressed.
  • the soil sensor 100 is arranged in a hole 210 provided in the soil 200 . Soil sensor 100 is then buried in soil 200 .
  • the soil sensor 100 has wiring 180 connected to the circuit section 170 .
  • the soil sensor 100 receives power supply and outputs a detection signal via the wiring 180 .
  • the soil sensor 100 is arranged in a direction perpendicular to the direction of gravity. That is, the pedestal 110 and the circuit section 170 are arranged along the direction perpendicular to the direction of gravity. Note that the direction of arrangement does not have to be strictly perpendicular to the direction of gravity. The orientation of the soil sensor 100 may be horizontal with respect to the direction of gravity.
  • the first detection unit 120 and the circuit unit 170 measure the amount of water contained in the soil 200, for example, based on Time Domain Transmission. As shown in FIG. 6, the circuit section 170 inputs a frequency signal between one end 121A of the first signal line 121 of the first detection section 120 and one end 122A of the first GND line 122 . Note that the third to fifth detection units 140 to 160 are omitted in FIG.
  • the frequency signal is, for example, a pulse wave.
  • a delay in propagation time occurs when the frequency signal passes through the soil 200 and the water contained in the soil 200 .
  • the dielectric constant of soil 200 is ⁇ 4, for example, and the dielectric constant of water is 80, for example.
  • a change in permittivity between the first signal line 121 and the first GND line 122 results in a change in capacitance, delaying the propagation time of the frequency signal.
  • the circuit section 170 measures the propagation time for the frequency signal to reach the other end 121B of the first signal line 121. As shown in FIG.
  • the relative permittivity ⁇ r of water is determined by the amount of water contained in the soil 200 .
  • the first detection unit 120 and the circuit unit 170 measure the electrical conductivity of the soil 200 based on the magnitude of the rise slope of the frequency signal reaching the other end 121B of the first signal line 121. As shown in FIG. 6 , the rising edge of the frequency signal reaching circuit section 170 slopes according to the electrical conductivity of soil 200 . Also, the amplitude of the frequency signal reaching the circuit section 170 changes according to the electrical conductivity of the soil 200 .
  • the rising slope of the frequency signal reaching the circuit unit 170 is small. That is, it takes a long time for the amplitude of the frequency signal to reach its maximum. Also, when the electrical conductivity is high, the amplitude of the frequency signal reaching the circuit section 170 is small.
  • the circuit unit 170 converts the rising slope of the frequency signal reaching the circuit unit 170 into the electrical conductivity of the soil 200 .
  • the circuit section 170 converts the amplitude of the frequency signal reaching the circuit section 170 into the electrical conductivity of the soil 200 .
  • the circuit section 170 converts both the rising slope and the maximum amplitude of the frequency signal reaching the circuit section 170 into the electrical conductivity of the soil 200 .
  • the second detection unit 130 and the circuit unit 170 measure the water potential of the soil 200 based on the capacitance between the one end 131A of the second signal line 131 and the one end 132A of the second GND line 132.
  • the second detector 130 substitutes the ease of water absorption from the soil 200, ie, the water potential, with the ceramics 133. Water contained in the soil 200 enters the ceramics 133 to change the dielectric constant. This changes the capacitance between the second signal line 131 and the second GND line 132, as shown in FIG.
  • the water absorption rate when water enters the ceramics 133 is determined according to the water potential of the soil 200 .
  • the third detection section 140 and the circuit section 170 measure the temperature of the soil 200 with the thermistor 143 .
  • Circuit unit 170 acquires the temperature of soil 200 based on the detection result of the thermistor.
  • the fourth detection section 150 and the circuit section 170 measure the pH of the soil 200 based on the potential difference between the pair of electrodes.
  • a semiconductor element such as an ISFET electrode is included as a pair of electrodes.
  • the circuit unit 170 converts the potential difference generated between the ISFET electrode and the reference electrode into pH by performing impedance conversion.
  • a glass electrode system or a metal electrode system may be adopted.
  • the fifth detection section 160 and the circuit section 170 measure the redox potential of the soil 200 based on the potential difference between the detection electrode and the reference electrode.
  • the detection electrodes are, for example, platinum electrodes.
  • the circuit unit 170 acquires the voltage of the reference electrode with reference to the platinum electrode as the redox potential of the soil 200 .
  • +400 mV to +700 mV is in the state of oxidation
  • -250 mV to -300 mV is in the state of reduction.
  • a dry field is in a state of oxidation of +600 mV, for example.
  • the circuit unit 170 outputs each physical quantity described above to an external device.
  • Data obtained by the soil sensor 100 is used for irrigation systems, fertilizer application, and the like.
  • water content, water potential, and temperature information are used to adjust the amount of watering.
  • fertilizer application the amount and composition of fertilizer are adjusted based on the information on electrical conductivity, pH, and oxidation-reduction potential.
  • the second to fifth detection units 130 to 160 are arranged inside the first GND line 122 of the first detection unit 120 . That is, the second to fifth detectors 130 to 160 are arranged avoiding the electric field area spread by the first signal line 121 and the first GND line 122 of the first detector 120 . Also, the first GND line 122 and the second GND line 132 are arranged next to each other. Similarly, the first GND line 122 and the third GND line 142 are arranged next to each other. The second GND line 132 and the fourth GND line 152 are arranged next to each other. Furthermore, the first GND line 122 and the fifth GND line 162 are arranged next to each other. Therefore, no unnecessary capacitance is generated between the detection units 120-160. Therefore, it is possible to prevent the detection units 120 to 160 from influencing each other.
  • Water potential represents the ease with which roots absorb water
  • electrical conductivity represents the salinity of soil 200. Since the soil sensor 100 can measure water potential and electrical conductivity, the soil sensor 100 is suitable for feedback control of the components and amounts of liquid fertilizer in the soil 200 .
  • one surface 111 of the pedestal 110 in this embodiment corresponds to the installation surface.
  • the pedestal 110 has a side 113 opposite to the side 111 .
  • the first detection unit 120 is arranged on both sides of the one surface 111 side of the pedestal 110 and the other surface 113 side of the pedestal 110 .
  • the first signal line 121 and the first GND line 122 arranged on the other surface 113 of the pedestal 110 are also covered with the insulating film 112 .
  • the detectors 120 to 160 are installed not only on one surface 111 of the pedestal 110 but also on the other surface 113 thereof. Note that the second to fifth detection units 130 to 160 are omitted in FIG.
  • the arrangement density of the wiring patterns of the first detection section 120 and the second detection section 130 can be increased. That is, since a longer wiring pattern can be formed within the range of the one surface 111 and the other surface 113 of the pedestal 110, it is possible to improve the sensitivity of the first detection unit 120 and the second detection unit 130 and reduce the size of the soil sensor 100. become.
  • the sensitivity can be further improved.
  • the other surface 113 of the pedestal 110 of this embodiment corresponds to the installation surface.
  • connection portion 121E of the first detection portion 120 is a wiring pattern corresponding to the one end portion 121A of the first signal line 121 of the first straight portion 121C and a wiring pattern of the second straight portion 121D.
  • the wiring pattern is folded toward the side of the wiring pattern corresponding to the other end portion 121B of the first signal line 121.
  • the first GND line 122 has a first spacing from the first signal line 121 . Therefore, the portion of the first GND line 122 corresponding to the connecting portion 121E is also a wiring pattern folded toward the one end portion 122A of the first GND line 122 and the other end portion 122B of the first GND line 122 side.
  • the soil 200 that has absorbed water has a higher dielectric constant. Therefore, the difference in dielectric constant between the pedestal 110 and the soil 200 increases. Thus, as shown in FIG. 10, total reflection of electric field 114 occurs at the interface between pedestal 110 and soil 200 . That is, since the electric field 114 does not pass through the soil 200, the sensitivity to changes in the dielectric constant of the soil 200 is reduced.
  • the density of the wiring pattern in which the connection portion 121E is folded is higher than the density of the wiring pattern in which the connection portion 121E is not folded. Therefore, the incident angle of the electric field with respect to the interface between the pedestal 110 and the soil 200 becomes large, so that the total reflection of the electric field 114 does not occur at the interface between the pedestal 110 and the soil 200 as shown in FIG. Therefore, the sensitivity of the first detector 120 can be improved.
  • the connecting portion 121E may be folded not once but multiple times. In this case, the connecting portion 121E becomes a bellows-shaped wiring pattern.
  • the second straight portion 121D of the first signal line 121 has a bellows-shaped wiring pattern portion 121F.
  • a bellows shape is a wavy shape or a repeated shape. Note that the third to fifth detection units 140 to 160 are omitted in FIG.
  • the first GND line 122 is a wiring pattern having the first spacing from the first signal line 121, the portion corresponding to the second straight portion 121D of the first signal line 121 has a bellows shape. According to the above configuration, it is possible to increase the density of the wiring pattern of the first detection section 120, so that the same effect as in the third embodiment can be obtained.
  • the first linear portion 121C may have a bellows-shaped wiring pattern portion. That is, one of the first straight portion 121C and the second straight portion 121D has a bellows portion.
  • one of the first straight portion 121C and the second straight portion 121D may have a bellows-shaped wiring pattern portion, and the connection portion 121E may have a folded wiring pattern.
  • the first linear portion 121C of the first signal line 121 has a bellows-shaped first wiring pattern portion 121G.
  • the second linear portion 121D of the first signal line 121 has a bellows-shaped second wiring pattern portion 121F.
  • the third to fifth detection units 140 to 160 are omitted in FIG.
  • the first GND line 122 has a bellows-like wiring pattern in portions corresponding to the straight portions 121C and 121D of the first signal line 121, respectively. According to the above configuration, effects similar to those of the third embodiment can be obtained.
  • both the first linear portion 121C and the second linear portion 121D may have a bellows-shaped wiring pattern portion, and the connecting portion 121E may have a folded wiring pattern.
  • soil sensor 100 is arranged such that circuit section 170 is positioned above pedestal 110 in the direction of gravity. That is, the direction of arrangement and the direction of gravity are parallel.
  • the arrangement direction is not limited to being parallel to the direction of gravity, but may be slightly inclined with respect to the direction of gravity.
  • the soil 200 is potting soil
  • fertilizer and water are mixed at a certain ratio.
  • the potting soil is a mixture of humus, sand, peat moss, vermiculite, lime, and other fertilizers at a certain ratio for cultivating plants. Therefore, as shown in FIG. 14, it is possible to arrange the soil sensor 100 vertically in the soil 200 .
  • the soil sensor 100 has a plurality of detection units 120-160. Specifically, soil sensor 100 has a plurality of pedestals 110 . A plurality of pedestals 110 are arranged in the direction of gravity in order to obtain physical quantities such as water content, electrical conductivity, and water potential at different positions in the direction of gravity. Each detection unit 120 to 160 is installed on one surface 111 of each pedestal 110 .
  • the soil sensor 100 is arranged on the soil 200 so that the arrangement direction is perpendicular to the direction of gravity. Thereby, each physical quantity can be measured in the depth direction of the soil 200 .
  • the soil sensor 100 may be placed on the soil 200 so that the direction of placement is along the direction of gravity.
  • each of the detection units 120 to 160 may be installed on one surface 111 of one pedestal 110, as shown in FIG.
  • the detection units 120 to 160 may not all be arranged at different positions in the direction of gravity. That is, some of the detection units 120 to 160 may be arranged at different positions in the direction of gravity. For example, only the first detection unit 120 may be arranged at different positions in the direction of gravity, or only the second detection unit 130 may be arranged at different positions in the direction of gravity.
  • the soil sensor 100 has the circuit section 170 arranged on the upper side in the direction of gravity. Note that the third to fifth detection units 140 to 160 are omitted in FIG.
  • the pedestal 110 also has a first pedestal 115 and a second pedestal 116 having different lengths in the arrangement direction.
  • the first pedestal 115 has a length a in the arrangement direction.
  • the second pedestal 116 has a length b that is greater than a in the arrangement direction. A part of one end side of the second pedestal 116 is exposed by the first pedestal 115 being superimposed and integrated with the second pedestal 116 .
  • each physical quantity of the depth corresponding to the tip portion of the second pedestal 116, that is, the ba portion of the second pedestal 116 can be measured.
  • the soil sensor 100 may be placed on the soil 200 so that the direction of placement is perpendicular to the direction of gravity.
  • the pedestal 110 may further have a third pedestal 117 whose length in the arrangement direction is c greater than b.
  • the second pedestal 116 is superimposed on and integrated with the third pedestal 117 .
  • the detectors 120 to 160 are arranged in two stages on one surface 111 of the pedestal 110 in the arrangement direction.
  • the detectors 120 to 160 may be arranged in three stages on one surface 111 of the pedestal 110 in the arrangement direction. 21 and 22, the third to fifth detectors 140 to 160 are omitted.
  • the pedestal 110 is configured as a sphere rather than a substrate.
  • a surface of the sphere corresponds to one surface 111 .
  • the sphere is, for example, a resin ball.
  • Each detection unit 120 to 160 is arranged on the surface of the sphere.
  • the wiring patterns of the detectors 120 to 160 are printed on the surface of a sphere, for example. 23, the second to fifth detection units 130 to 160 are omitted.
  • the wiring pattern of the first detection unit 120 can be formed in a sphere with many turns. Therefore, the wiring pattern of the first detector 120 can be lengthened. Therefore, the sensitivity of the first detector 120 can be improved.
  • the pedestal 110 may have a slightly deformed shape such as an ellipsoid rather than a perfect sphere.
  • the ceramics 133 has a front surface 134, a back surface 135 and side surfaces 136. As shown in FIG. The back surface 135 of the ceramics 133 is arranged on the side of the one end 131A of the second signal line 131 and the one end 132A of the second GND line 132 . That is, the back surface 135 of the ceramics 133 contacts the insulating film 112 . Note that the third to fifth detection units 140 to 160 are omitted in FIG.
  • the second detection unit 130 has a metal body 137 .
  • the metal body 137 is arranged over the entire surface 134 of the ceramics 133 .
  • the metal body 137 is made of, for example, a highly corrosion-resistant metal material such as aluminum or stainless steel.
  • the metal body 137 may be composed of a single layer, or may be composed of multiple layers. When the metal body 137 has multiple layers, the same metal material may be formed in multiple layers, or different metal materials may be formed in multiple layers.
  • the metal body 137 is connected to part of the second GND line 132 (not shown) arranged on the side surface 136 of the ceramics 133 . Thereby, the metal body 137 is electrically connected to the second GND line 132 .
  • Metal body 137 is the other electrode for ceramics 133 .
  • capacitance is also generated between the one end portion 131A of the second signal line 131 located on the one surface 111 of the base 110 and the metal body 137 .
  • the metal body 137 may be arranged on at least part of the surface 134 of the ceramics 133 .
  • the second detector 130 has a metal body 138. As shown in FIG. A metal body 138 is arranged over the entire surface 134 of the ceramics 133 . Note that the third to fifth detection units 140 to 160 are omitted in FIG.
  • the metal body 138 is connected to part of the second signal line 131 (not shown) arranged on the side surface 136 of the ceramics 133 . Thereby, the metal body 138 is electrically connected to the second signal line 131 .
  • a metal body 138 is one electrode for the ceramics 133 .
  • the area of the electrode is increased by the amount of the metal body 138, so the obtained capacitance is increased. Therefore, the sensitivity of the second detector 130 can be improved.
  • the metal body 138 may be arranged on at least part of the surface 134 of the ceramics 133 .
  • one end 131A of the second signal line 131 is arranged on one surface 111 of the base 110 .
  • One end portion 131A of the second signal line 131 has, for example, a circular planar shape. Note that the third to fifth detection units 140 to 160 are omitted in FIG.
  • the ceramics 133 is arranged so that the rear surface 135 is positioned above the one end 131A of the second signal line 131 . That is, the back surface 135 of the ceramics 133 is arranged on the one end portion 131A side of the second signal line 131 .
  • One end 132A of the second GND line 132 is arranged over the entire surface 134 of the ceramics 133.
  • One end 132A of the second GND line 132 is electrically connected to a part of the second GND line 132 arranged on the side surface 136 of the ceramics 133 .
  • the area of the electrodes of the one end 131A of the second signal line 131 and the one end 132A of the second GND line 132 is larger than in the case of the first embodiment, resulting in a larger capacitance. Therefore, the sensitivity of the second detector 130 can be improved.
  • the one end 131A of the second signal line 131 may have an elliptical or polygonal planar shape.
  • the one end portion 132A of the second GND line 132 may be arranged on at least part of the surface 134 of the ceramics 133 .
  • the second GND line 132 may be connected to the first GND line 122 of the first detection section 120 . Thereby, the second GND line 132 is shared with the first GND line 122 .
  • one end 132A of second GND line 132 is arranged on one surface 111 of base 110 .
  • One end 132A of the second GND line 132 has, for example, a circular planar shape. Note that the third to fifth detection units 140 to 160 are omitted in FIG.
  • the ceramics 133 is arranged so that the back surface 135 is located above the one end 132A of the second GND line 132 . That is, the ceramics 133 has the rear surface 135 arranged on the one end 132A side of the second GND line 132 .
  • One end 131A of the second signal line 131 is arranged over the entire surface 134 of the ceramics 133 .
  • One end 131 A of the second signal line 131 is electrically connected to a part of the second signal line 131 arranged on the side surface 136 of the ceramics 133 .
  • the obtained capacitance is increased. Therefore, the sensitivity of the second detector 130 can be improved.
  • the one end 132A of the second GND line 132 may have an elliptical or polygonal planar shape.
  • the one end portion 131A of the second signal line 131 may be arranged on at least part of the surface 134 of the ceramics 133 .
  • One end 131A of the second signal line 131 has, for example, an annular planar shape. As shown in FIG. 28 , one end 132A of the second GND line 132 is arranged over the entire side surface 136 of the ceramics 133 . Note that the third to fifth detection units 140 to 160 are omitted in FIG.
  • the one end portion 131A of the second signal line 131 may have an elliptical ring shape or a polygonal ring shape in plan view.
  • the one end portion 132A of the second GND line 132 may be arranged on at least part of the side surface 136 of the ceramics 133 .
  • One end 132A of the second GND line 132 has, for example, an annular planar shape. As shown in FIG. 29, one end 131A of the second signal line 131 is arranged on the entire side surface 136 of the ceramics 133. As shown in FIG. Note that the third to fifth detection units 140 to 160 are omitted in FIG.
  • the obtained capacitance is increased. Therefore, the sensitivity of the second detector 130 can be improved.
  • the one end portion 132A of the second GND line 132 may have an elliptical ring shape or a polygonal ring shape in plan view. Also, the one end portion 131A of the second signal line 131 may be arranged on at least a portion of the side surface 136 of the ceramics 133 .
  • one end 132A of the second GND line 132 is arranged on the surface 134 and the side surface 136 of the ceramics 133. As shown in FIG. One end portion 132A of the second GND line 132 has a through hole 132C for allowing water in the soil 200 to permeate the ceramics 133 . Note that the third to fifth detection units 140 to 160 are omitted in FIG.
  • the obtained capacitance is increased. Therefore, the sensitivity of the second detector 130 can be improved.
  • one end 131A of the second signal line 131 is arranged on the surface 134 and the side surface 136 of the ceramics 133.
  • One end portion 131A of the second signal line 131 has a through hole 131C for allowing moisture of the soil 200 to permeate the ceramics 133 .
  • the third to fifth detection units 140 to 160 are omitted in FIG.
  • the obtained capacitance is increased. Therefore, the sensitivity of the second detector 130 can be improved.
  • the first signal line 121 and the first GND line 122 are installed inside the pedestal 110 as well as on one side 111 and the other side 113 of the pedestal 110 .
  • the second to fifth detection units 130 to 160 are omitted in FIG.
  • the first signal line 121 has a plurality of branch patterns between one end 121A and the other end 121B.
  • the first signal line 121 has four branch patterns connected in parallel between one end 121A and the other end 121B.
  • the four branch patterns extend along one surface 111 of the base 110 and have different positions in the thickness direction with respect to the one surface 111 of the base 110 . That is, the four branch patterns are hierarchical wiring patterns. That is, the first signal line 121 is a four-layer wiring pattern.
  • the first GND line 122 similarly extends along the one surface 111 of the base 110 and has four branch patterns with different positions in the thickness direction with respect to the one surface 111 of the base 110 .
  • Each branch pattern of the first GND line 122 and each branch pattern of the first signal line 121 are arranged in the same hierarchy.
  • the pedestal 110 is, for example, a laminated substrate.
  • each branch pattern of the first signal line 121 and each branch pattern of the first GND line 122 are dispersed in the thickness direction through vias formed in the multilayer substrate.
  • Each branch pattern of the first signal line 121 is aggregated into one end portion 121A and the other end portion 121B.
  • each branch pattern of the first GND line 122 is aggregated into one end portion 122A and the other end portion 122B.
  • the electric field intensity increases by the amount of each branch pattern of the first signal line 121 and each branch pattern of the first GND line 122 . Therefore, the sensitivity of the first detector 120 can be improved.
  • the first signal line 121 and the first GND line 122 may not be arranged on the side of the other surface 113 of the pedestal 110 . That is, the first signal line 121 and the first GND line 122 may be arranged on the one surface 111 of the pedestal 110 and inside the pedestal 110 .
  • each branch pattern of the first signal line 121 and each branch pattern of the first GND line 122 are not limited to four layers, and may have three or more layers.
  • each branch pattern of the first signal line 121 and each branch pattern of the first GND line 122 can be one of 6 layers, 8 layers, 10 layers, and 12 layers.
  • the first signal line 121 and the first GND line 122 have different depths in the thickness direction perpendicular to the surface 111 of the base 110 with respect to the surface 111 of the base 110 .
  • the first signal line 121 is arranged on one surface 111 and the other surface 113 of the base 110 .
  • the first GND line 122 is arranged inside the pedestal 110 . Note that the second to fifth detection units 130 to 160 are omitted in FIG.
  • the electric field intensity can be increased in the thickness direction of the base 110 . Therefore, the sensitivity of the first detector 120 can be improved.
  • the first GND line 122 may be arranged on the one surface 111 and the other surface 113 of the pedestal 110 while the first signal line 121 may be arranged inside the pedestal 110 .
  • the first signal line 121 is arranged inside the pedestal 110
  • the first GND line 122 is arranged on one surface 111 of the pedestal 110
  • the first signal line 121 is arranged on the other surface 113 of the pedestal 110
  • the first GND line A line 122 may be located inside the pedestal 110 .
  • the first signal line 121 is arranged on one surface 111 of the pedestal 110, the first GND line 122 is arranged inside the pedestal 110, the first signal line 121 is arranged inside the pedestal 110, and the first GND line 122 is arranged inside the pedestal 110. may be arranged on the other surface 113 of the base 110 .
  • the first signal line 121 and the first GND line 122 may be entirely arranged inside the pedestal 110 .
  • the first signal line 121 is a wavy wiring pattern whose amplitude changes in the thickness direction perpendicular to the surface 111 of the base 110 .
  • the second to fifth detection units 130 to 160 are omitted.
  • the first signal line 121 is configured, for example, by electrically connecting four layers of intermittent wiring patterns formed inside the pedestal 110 through vias or the like in the thickness direction.
  • the first signal line 121 on the one surface 111 side of the pedestal 110 is electrically connected to the two layers on the one surface 111 side of the pedestal 110 in the thickness direction through vias or the like.
  • the first signal line 121 on the other surface 113 side of the base 110 is electrically connected to the two layers on the other surface 113 side of the base 110 in the thickness direction through vias or the like.
  • the first GND line 122 also has a wavy wiring pattern similar to that of the first signal line 121 .
  • the first signal line 121 and the first GND line 122 can be lengthened. Therefore, the sensitivity of the first detector 120 can be improved as in the second embodiment.
  • part of the first signal line 121 may be arranged on the one surface 111 and the other surface 113 of the pedestal 110 .
  • part of the first signal line 121 may be arranged on the one surface 111 and the other surface 113 of the pedestal 110 .
  • the first signal line 121 and the first GND line 122 may not be arranged on the side of the other surface 113 of the pedestal 110 . Further, when the first signal line 121 and the first GND line 122 are arranged in a plurality of layers, each branch pattern is a wavy wiring pattern whose amplitude changes in the thickness direction.
  • the present disclosure is not limited to the above-described embodiments, and can be variously modified as follows without departing from the scope of the present disclosure. For example, it is possible to appropriately combine the above embodiments.
  • wiring patterns are formed on the one surface 111 and the other surface 113 of the pedestal 110, it is desirable that the wiring pattern on the one surface 111 and the wiring pattern on the other surface 113 are the same.
  • the soil sensor 100 may be configured to measure the water content and water potential among the physical quantities. Alternatively, the soil sensor 100 may be configured to measure water content, water potential, and electrical conductivity among the physical quantities. Alternatively, the soil sensor 100 may be configured to measure water content, water potential, electrical conductivity, and temperature among the physical quantities. Alternatively, the soil sensor 100 may be configured to measure water content, water potential, electrical conductivity, temperature, and pH among the physical quantities. Alternatively, the soil sensor 100 may be configured to measure water content, water potential, electrical conductivity, temperature, and redox potential among the physical quantities. Alternatively, the soil sensor 100 may be configured to measure water content, water potential, electrical conductivity, pH, and redox potential among the physical quantities.
  • the soil sensor 100 may be configured to measure water content, water potential, electrical conductivity, and redox potential among the physical quantities.
  • the soil sensor 100 may be configured to measure the water content, water potential, and temperature among the physical quantities.
  • the soil sensor 100 may be configured to measure water content, water potential, temperature, pH, and redox potential among the physical quantities.
  • the soil sensor 100 may be configured to measure the water content, water potential, temperature, and redox potential among the physical quantities.
  • the soil sensor 100 may be configured to measure the water content, water potential, and pH among the physical quantities.
  • the soil sensor 100 may be configured to measure water content, water potential, pH, and redox potential among the physical quantities.
  • the soil sensor 100 may be configured to measure the water content, water potential, and redox potential among the physical quantities.
  • the soil sensor 100 may be configured to measure electrical conductivity and water potential among the physical quantities.
  • the soil sensor 100 may be configured to measure electrical conductivity, water potential, and water content among the physical quantities.
  • the soil sensor 100 may be configured to measure electrical conductivity, water potential, water content, and temperature among the physical quantities.
  • the soil sensor 100 may be configured to measure electrical conductivity, water potential, water content, temperature, and pH among the physical quantities.
  • the soil sensor 100 may be configured to measure electrical conductivity, water potential, water content, temperature, pH, and redox potential among the physical quantities.
  • the soil sensor 100 may be configured to measure electrical conductivity, water potential, water content, temperature, and redox potential among the physical quantities.
  • the soil sensor 100 may be configured to measure electrical conductivity, water potential, water content, pH, and redox potential among the physical quantities.
  • the soil sensor 100 may be configured to measure electrical conductivity, water potential, water content, and redox potential among the physical quantities.
  • the soil sensor 100 may be configured to measure electrical conductivity, water potential, and temperature among the physical quantities.
  • the soil sensor 100 may be configured to measure electrical conductivity, water potential, temperature, pH, and redox potential among the physical quantities.
  • the soil sensor 100 may be configured to measure electrical conductivity, water potential, temperature, and redox potential among the physical quantities.
  • the soil sensor 100 may be configured to measure electrical conductivity, water potential, and pH among the physical quantities.
  • the soil sensor 100 may be configured to measure electrical conductivity, water potential, pH, and redox potential among the physical quantities.
  • the soil sensor 100 may be configured to measure electrical conductivity, water potential, and redox potential among the physical quantities.
  • the soil sensor 100 may be configured to measure the water content and electrical conductivity among the physical quantities.
  • the soil sensor 100 may be configured to measure water potential, temperature, pH, and oxidation-reduction potential, based on the configuration for measuring water content and electrical conductivity.
  • the soil sensor 100 may be configured to measure electrical conductivity and water potential among the physical quantities.
  • the soil sensor 100 may be configured to measure electrical conductivity, water potential, and water content among the physical quantities.
  • the soil sensor 100 may be configured to measure electrical conductivity, water potential, water content, and temperature among the physical quantities.
  • the soil sensor 100 may be configured to measure electrical conductivity, water potential, water content, temperature, and pH among the physical quantities.
  • the soil sensor 100 may be configured to measure electrical conductivity, water potential, water content, temperature, and redox potential among the physical quantities.
  • the soil sensor 100 may be configured to measure electrical conductivity, water potential, water content, pH, and redox potential among the physical quantities.
  • the soil sensor 100 may be configured to measure electrical conductivity, water potential, water content, and redox potential among the physical quantities.
  • the soil sensor 100 may be configured to measure electrical conductivity, water potential, and temperature among the physical quantities.
  • the soil sensor 100 may be configured to measure electrical conductivity, water potential, temperature, pH, and redox potential among the physical quantities.
  • the soil sensor 100 may be configured to measure electrical conductivity, water potential, temperature, and redox potential among the physical quantities.
  • the soil sensor 100 may be configured to measure electrical conductivity, water potential, and pH among the physical quantities.
  • the soil sensor 100 may be configured to measure electrical conductivity, water potential, pH, and redox potential among the physical quantities.
  • the soil sensor 100 may be configured to measure electrical conductivity, water potential, and redox potential among the physical quantities.
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  • the soil sensor 100 may be configured to measure electrical conductivity, water content, and water potential among the physical quantities.
  • the soil sensor 100 may be configured to measure electrical conductivity, water content, water potential, and temperature among the physical quantities.
  • the soil sensor 100 may be configured to measure electrical conductivity, water content, water potential, temperature, and pH among the physical quantities.
  • the soil sensor 100 may be configured to measure electrical conductivity, water content, water potential, temperature, pH, and redox potential among the physical quantities.
  • the soil sensor 100 may be configured to measure electrical conductivity, water content, water potential, temperature, and redox potential among the physical quantities.
  • the soil sensor 100 may be configured to measure electrical conductivity, water content, water potential, pH, and redox potential among the physical quantities.
  • the soil sensor 100 may be configured to measure electrical conductivity, water content, water potential, and redox potential among the physical quantities.
  • the soil sensor 100 may be configured to measure electrical conductivity, water content, and temperature among the physical quantities.
  • the soil sensor 100 may be configured to measure electrical conductivity, water content, temperature, pH, and redox potential among the physical quantities.
  • the soil sensor 100 may be configured to measure electrical conductivity, water content, temperature, and redox potential among the physical quantities.
  • the soil sensor 100 may be configured to measure electrical conductivity, water content, and pH among the physical quantities.
  • the soil sensor 100 may be configured to measure electrical conductivity, water content, pH, and redox potential among the physical quantities.
  • the soil sensor 100 may be configured to measure electrical conductivity, water content, and redox potential among the physical quantities.
  • the soil sensor 100 may be configured to measure water potential and water content among the physical quantities.
  • the soil sensor 100 may be configured to measure electrical conductivity, temperature, pH, and oxidation-reduction potential, based on the configuration for measuring water potential and moisture content.

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Abstract

土壌センサは、台座（１１０）、第１検出部（１２０）、第２検出部（１３０）、及び回路部（１７０）を含む。第１検出部の第１信号ライン（１２１）は、台座の設置面（１１１、１１３）に投影された配線パターンが環状の配線パターンである。第１検出部の第１ＧＮＤライン（１２２）は、第１信号ラインに対して間隔を持って配置されると共に、台座の設置面に投影された配線パターンが設置面に投影された第１信号ラインの配線パターンで囲まれた領域に配置される。第２検出部は、台座の設置面に投影された第１ＧＮＤラインの配線パターンで囲まれた領域に配置される。

Description

土壌センサ 関連出願の相互参照
　本出願は、２０２１年２月８日に出願された日本特許出願２０２１－１８３２５号及び日本特許出願２０２１－１８３２４号、２０２１年８月１６日に出願された日本特許出願２０２１－１３２２０３号及び日本特許出願２０２１－１３２２０２号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。
　本開示は、土壌センサに関する。
　従来より、土壌の水分量を測定する装置が、例えば特許文献１で提案されている。具体的には、装置は、折り返し伝送路及び回路部を備える。
　折り返し伝送路は、平行に配置された第１直線状部及び第２直線状部と、各直線状部のうちの一端側を一体にする折り返し部と、各直線状部の間に配置されると共に各直線状部と平行に配置された直線状導体と、を有する。
　回路部は、折り返し伝送路に所定の周波数の周波数信号を供給すると共に、折り返し伝送路から得られる周波数信号に基づいて土壌の誘電率を取得する。また、回路部は、誘電率の情報を用いて土壌の水分量を取得する。
特開２００５－１５６２６３号公報
　ところで、上記従来の技術の他に、土壌の水ポテンシャルを測定する装置が知られている。しかしながら、各装置は、水分量及び水ポテンシャルのいずれか一方を測定することができるものの、水分量と水ポテンシャルとを同時に測定することが難しい。
　そこで、水分量を測定する装置と、水ポテンシャルを測定する装置と、を統合することが考えられる。この場合、測定場所が同じ位置になるように、水分量を測定する検出部と、水ポテンシャルを測定する検出部と、を近づけて配置することになる。土壌の中では、場所が少し離れただけで、土壌の状態が大きく異なる場合があるからである。
　しかし、各検出部を近接配置すると、不要な静電容量が発生する可能性がある。このため、一方の検出部が他方の検出部に影響を及ぼす可能性がある。このような可能性は、水分量を測定する装置と、水ポテンシャルを測定する装置と、を統合する場合に限られず、少なくとも２つの物理量を検出する場合に起こりうる。例えば、電気伝導度を測定する装置と、水ポテンシャルを測定する装置と、を統合する場合にも、一方の検出部が他方の検出部に影響を及ぼす可能性がある。
　本開示は、少なくとも２つの検出部が互い影響を及ぼすことを抑制することができる土壌センサを提供することを目的とする。
　本開示の第１態様によると、土壌センサは、台座、第１検出部、第２検出部、及び回路部を含む。
　台座は、設置面を有する。第１検出部は、台座に配置された第１信号ライン及び第１ＧＮＤラインを有する。第２検出部は、台座の設置面に配置された第２信号ライン及び第２ＧＮＤラインと、セラミックスと、を有する。第２検出部は、第２信号ラインの一端部がセラミックスに対する一方の電極であり、第２ＧＮＤラインの一端部がセラミックスに対する他方の電極である。
　回路部は、第１信号ラインの一端部と第１ＧＮＤラインの一端部との間に周波数信号を入力すると共に台座が配置される土壌に含まれる水分量に対応して周波数信号が第１信号ラインの他端部に到達する伝搬時間に基づいて水分量を取得する。回路部は、土壌に含まれる水がセラミックスに入ることで変化する第２信号ラインの一端部と第２ＧＮＤラインの一端部との間の静電容量に基づいて土壌の水ポテンシャルを測定する。
　第１信号ラインは、台座の設置面に投影された配線パターンが環状の配線パターンである。第１ＧＮＤラインは、第１信号ラインに対して間隔を持って配置されると共に、台座の設置面に投影された配線パターンが設置面に投影された第１信号ラインの配線パターンで囲まれた領域に配置される。
　第２検出部は、台座の設置面に投影された第１ＧＮＤラインの配線パターンで囲まれた領域に配置される。
　これによると、第２検出部は、第１検出部の第１信号ライン及び第１ＧＮＤラインによって広がる電界の領域を回避して配置される。したがって、土壌の水分量を測定するための第１検出部と、土壌の水ポテンシャルを測定するための第２検出部と、が互い影響を及ぼすことを抑制することができる。
　本開示の第２態様によると、土壌センサは、台座、第１検出部、第２検出部、及び回路部を含む。
　台座は、設置面を有する。第１検出部は、台座に配置された第１信号ライン及び第１ＧＮＤラインを有する。第２検出部は、台座の設置面に配置された第２信号ライン及び第２ＧＮＤラインと、セラミックスと、を有する。第２検出部は、第２信号ラインの一端部がセラミックスに対する一方の電極であり、第２ＧＮＤラインの一端部がセラミックスに対する他方の電極である。
　回路部は、第１信号ラインの一端部と第１ＧＮＤラインの一端部との間に周波数信号を入力すると共に第１信号ラインの他端部に到達する周波数信号の立ち上がりの傾きの大きさに基づいて台座が配置される土壌の電気伝導度を取得する。回路部は、土壌に含まれる水がセラミックスに入ることで変化する第２信号ラインの一端部と第２ＧＮＤラインの一端部との間の静電容量に基づいて土壌の水ポテンシャルを測定する。
　第１信号ラインは、台座の設置面に投影された配線パターンが環状の配線パターンである。第１ＧＮＤラインは、第１信号ラインに対して間隔を持って配置されると共に、台座の設置面に投影された配線パターンが設置面に投影された第１信号ラインの配線パターンで囲まれた領域に配置される。
　第２検出部は、台座の設置面に投影された第１ＧＮＤラインの配線パターンで囲まれた領域に配置される。
　これによると、第２検出部は、第１検出部の第１信号ライン及び第１ＧＮＤラインによって広がる電界の領域を回避して配置される。したがって、土壌の電気伝導度を測定するための第１検出部と、土壌の水ポテンシャルを測定するための第２検出部と、が互い影響を及ぼすことを抑制することができる。
　本開示についての上記及び他の目的、特徴や利点は、添付図面を参照した下記詳細な説明から、より明確になる。添付図面において、
図１は、第１実施形態に係る土壌センサの平面図であり、 図２は、図１のII－II断面図であり、 図３は、土壌の中に土壌センサを設置する様子を示した図であり、 図４は、土壌センサの台座及び回路部が重力方向に垂直な方向に配置された場合の雨の様子を示した図であり、 図５は、土壌センサの台座及び回路部が重力方向に配置された場合の雨の様子を示した図であり、 図６は、水分量の測定方法を説明するための図であり、 図７は、第２実施形態に係る土壌センサの平面図であり、 図８は、図７のVIII－VIII断面図であり、 図９は、第３実施形態に係る土壌センサの平面図であり、 図１０は、配線パターンの密度が低い場合の電界の広がり方を示した模式図であり、 図１１は、配線パターンの密度が高い場合の電界の広がり方を示した模式図であり、 図１２は、第４実施形態に係る土壌センサの平面図であり、 図１３は、第５実施形態に係る土壌センサの平面図であり、 図１４は、第６実施形態に係る土壌センサの平面図であり、 図１５は、第７実施形態に係る土壌センサの平面図であり、 図１６は、第７実施形態に係る土壌センサの変形例を示した平面図であり、 図１７は、第８実施形態に係る土壌センサの平面図であり、 図１８は、図１７に示された土壌センサの側面図であり、 図１９は、第８実施形態に係る土壌センサの変形例を示した平面図であり、 図２０は、図１９に示された土壌センサの側面図であり、 図２１は、第８実施形態に係る土壌センサの変形例を示した平面図であり、 図２２は、第８実施形態に係る土壌センサの変形例を示した平面図であり、 図２３は、第９実施形態に係る土壌センサの斜視図であり、 図２４は、第１０実施形態に係る土壌センサの断面図であり、 図２５は、第１１実施形態に係る土壌センサの断面図であり、 図２６は、第１２実施形態に係る土壌センサの断面図であり、 図２７は、第１３実施形態に係る土壌センサの断面図であり、 図２８は、第１４実施形態に係る土壌センサの断面図であり、 図２９は、第１５実施形態に係る土壌センサの断面図であり、 図３０は、第１６実施形態に係る土壌センサの断面図であり、 図３１は、第１７実施形態に係る土壌センサの断面図であり、 図３２は、第１８実施形態に係る土壌センサの断面図であり、 図３３は、第１９実施形態に係る土壌センサの断面図であり、 図３４は、第２０実施形態に係る土壌センサの平面図であり、 図３５は、図３４のXXXV－XXXV断面図である。
　以下に、図面を参照しながら本開示を実施するための複数の形態を説明する。各実施形態において先行する実施形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の実施形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組合せが可能であることを明示している部分同士の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示してなくとも実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。
　（第１実施形態）
　以下、第１実施形態について図を参照して説明する。本実施形態に係る土壌センサは、土壌に関する物理量を検出するセンサである。土壌は、作物を育てるための土台であり、土、砂、粘土等を含む。
　図１に示されるように、土壌センサ１００は、台座１１０、第１検出部１２０、第２検出部１３０、第３検出部１４０、第４検出部１５０、第５検出部１６０、及び回路部１７０を含む。
　台座１１０は、各検出部１２０～１６０が設置される部品である。台座１１０は、例えば、一面１１１を有するプリント基板である。台座１１０は、フレキシブル基板でも良い。台座１１０は、例えば直方体状である。台座１１０は、例えば、一端の側が円弧状に成形されている。台座１１０は、他端の側が回路部１７０に一体化される。あるいは、台座１１０は、他端の側が回路部１７０に収容される。台座１１０と回路部１７０とが並べられた方向を配置方向と定義すると、台座１１０は配置方向に沿った形状である。
　第１検出部１２０は、土壌に含まれる水分量及び土壌の電気伝導度を測定するための部品である。水分量は、土壌に含まれる水の割合である。換言すると、水分量は、土壌に含まれる水の体積含有率である。水分量は、例えば、％の単位で表される。電気伝導度は、土壌の塩分濃度に対応する物理量である。
　第１検出部１２０は、第１信号ライン１２１及び第１ＧＮＤライン１２２を有する。第１信号ライン１２１及び第１ＧＮＤライン１２２は、台座１１０の一面１１１に配置される。第１信号ライン１２１及び第１ＧＮＤライン１２２は、Ｃｕ等の金属配線である。
　第１信号ライン１２１は、台座１１０の一面１１１のうちの外縁部に配置された配線パターンである。第１信号ライン１２１は、一端部１２１Ａ及び他端部１２１Ｂが台座１１０の一面１１１のうちの他端の側に位置するように、台座１１０の一面１１１の外形に沿って配置される。
　具体的には、第１信号ライン１２１は、台座１１０の一面１１１に投影された配線パターンが環状の配線パターンである。本実施形態では、第１信号ライン１２１は、台座１１０の一面１１１に配置されるので、台座１１０の一面１１１に投影された第１信号ライン１２１の配線パターンと、第１信号ライン１２１の実際の配線パターンと、は同一視できる。台座１１０の一面１１１に投影された第１信号ライン１２１の配線パターンは、第１直線部１２１Ｃ、第２直線部１２１Ｄ、及び接続部１２１Ｅを有する。第２直線部１２１Ｄは、第１直線部１２１Ｃと並列に配置される。本実施形態では、第１直線部１２１Ｃと第２直線部１２１Ｄとは、平行に配置される。なお、第２直線部１２１Ｄは、第１直線部１２１Ｃと平行に配置されるだけでなく、第１直線部１２１Ｃに対して多少傾斜していても良い。第１直線部１２１Ｃのうちの接続部１２１Ｅの側とは反対側は、第１信号ライン１２１の一端部１２１Ａに対応する。第２直線部１２１Ｄのうちの接続部１２１Ｅの側とは反対側は、第１信号ライン１２１の他端部１２１Ｂに対応する。接続部１２１Ｅは、台座１１０のうちの一端の側の外形に合わせて円弧状に配置される。第１信号ライン１２１の一端部１２１Ａ及び他端部１２１Ｂは、回路部１７０に電気的に接続される。
　第１ＧＮＤライン１２２は、台座１１０の一面１１１のうちの第１信号ライン１２１の内側に配置された配線パターンである。すなわち、台座１１０の一面１１１に投影された第１ＧＮＤライン１２２の配線パターンが、台座１１０の一面１１１に投影された第１信号ライン１２１で囲まれた領域に配置される。囲まれた領域とは、台座１１０の一面１１１において、第１信号ライン１２１の一端部１２１Ａに対応する部分と他端部１２１Ｂに対応する部分とを仮想線で接続したときに一周囲まれる領域である。本実施形態では、第１ＧＮＤライン１２２は、台座１１０の一面１１１に配置されるので、台座１１０の一面１１１に投影された第１ＧＮＤライン１２２の配線パターンと、第１ＧＮＤライン１２２の実際の配線パターンと、は同一視できる。第１ＧＮＤライン１２２は、第１信号ライン１２１に対して第１の間隔を持って配置される。
　第１ＧＮＤライン１２２は、一端部１２２Ａ及び他端部１２２Ｂが台座１１０の一面１１１のうちの他端の側に位置するように、第１信号ライン１２１に沿って環状に配置される。つまり、第１ＧＮＤライン１２２は第１信号ライン１２１と同じ形状の配線パターンである。第１の間隔は、第１信号ライン１２１及び第１ＧＮＤライン１２２のうちの全ての場所で一定値である必要はない。第１ＧＮＤライン１２２の一端部１２２Ａ及び他端部１２２Ｂは、回路部１７０に電気的に接続される。
　図２に示されるように、第１信号ライン１２１及び第１ＧＮＤライン１２２は、絶縁膜１１２に覆われている。絶縁膜１１２は、第１信号ライン１２１及び第１ＧＮＤライン１２２を腐食から保護するための保護膜である。なお、図１では、絶縁膜１１２を省略している。
　第２検出部１３０は、土壌の水ポテンシャルを測定するための部品である。水ポテンシャルは、土壌に含まれる水の圧力に対応する物理量である。水ポテンシャルは、例えば、Ｐａの単位で表される。第２検出部１３０は、第１ＧＮＤライン１２２の内側に配置される。すなわち、第２検出部１３０は、台座１１０の一面１１１に投影された第１ＧＮＤライン１２２の配線パターンで囲まれた領域に配置される。
　図１に示されるように、第２検出部１３０は、第２信号ライン１３１、第２ＧＮＤライン１３２、及びセラミックス１３３を有する。第２信号ライン１３１及び第２ＧＮＤライン１３２は、台座１１０の一面１１１に配置される。第２信号ライン１３１及び第２ＧＮＤライン１３２は、Ｃｕ等の金属配線である。
　第２信号ライン１３１及び第２ＧＮＤライン１３２は、台座１１０の一面１１１のうちの他端の側から一端の側に直線状に配置された配線パターンである。すなわち、第２信号ライン１３１は、一端部１３１Ａが台座１１０の一面１１１のうちの一端の側に位置すると共に、他端部１３１Ｂが台座１１０の一面１１１のうちの他端の側に位置する。同様に、第２ＧＮＤライン１３２は、一端部１３２Ａが台座１１０の一面１１１のうちの一端の側に位置すると共に、他端部１３２Ｂが台座１１０の一面１１１のうちの他端の側に位置する。第２信号ライン１３１の一端部１３１Ａがセラミックス１３３に対する一方の電極である。
　第２ＧＮＤライン１３２の一端部１３２Ａは、第２信号ライン１３１の一端部１３１Ａに対して第２の間隔を持って配置されると共に、第２信号ライン１３１の一端部１３１Ａを囲むパターンである。例えば、第２信号ライン１３１の一端部１３１Ａは、円環状の配線パターンである。また、第２ＧＮＤライン１３２の一端部１３２Ａは、第２ＧＮＤライン１３２の一端部１３２Ａに接触しないように第２信号ライン１３１の一端部１３１Ａを囲む円環状のパターンである。図２に示されるように、第２信号ライン１３１及び第２ＧＮＤライン１３２は、絶縁膜１１２に覆われている。第２ＧＮＤライン１３２の一端部１３２Ａがセラミックス１３３に対する他方の電極である。
　セラミックス１３３は、第２信号ライン１３１の一端部１３１Ａ及び第２ＧＮＤライン１３２の一端部１３２Ａの上方に配置される。具体的には、セラミックス１３３は、絶縁膜１１２の上に配置されることで、第２信号ライン１３１の一端部１３１Ａ及び第２ＧＮＤライン１３２の一端部１３２Ａの上方に位置する。
　セラミックス１３３として、例えば、コージライトやアルミナを採用することができる。コージライトの誘電率は４、アルミナの誘電率は９．６である。セラミックス１３３は、第２信号ライン１３１の一端部１３１Ａ及び第２ＧＮＤライン１３２の一端部１３２Ａの配線パターンに合わせて、円柱状の形状である。なお、例えば、第２信号ライン１３１の一端部１３１Ａ及び第２ＧＮＤライン１３２の一端部１３２Ａの配線パターンが四角環状の場合、セラミックス１３３は直方体状の形状である。
　図１に示されるように、第３検出部１４０は、土壌の温度を測定するための部品である。第３検出部１４０は、台座１１０の一面１１１のうちの一面１１１に投影された第１ＧＮＤライン１２２の内側に配置されると共に、第２検出部１３０が配置されていない領域に配置される。
　第３検出部１４０は、第３信号ライン１４１、第３ＧＮＤライン１４２、及びサーミスタ１４３を有する。第３信号ライン１４１及び第３ＧＮＤライン１４２は、Ｃｕ等の金属配線である。第３信号ライン１４１及び第３ＧＮＤライン１４２は、絶縁膜１１２に覆われていると共に、回路部１７０に電気的に接続される。
　第３信号ライン１４１及び第３ＧＮＤライン１４２は、台座１１０の一面１１１のうちの他端の側から一端の側に直線状に配置された配線パターンである。第３ＧＮＤライン１４２は、第１ＧＮＤライン１２２の隣に配置される。第３信号ライン１４１は、第３ＧＮＤライン１４２のうちの第１ＧＮＤライン１２２の側とは反対側に配置される。つまり、第３信号ライン１４１は、第３ＧＮＤライン１４２と第２信号ライン１３１との間に配置される。
　サーミスタ１４３は、土壌の温度を検出するための素子である。サーミスタ１４３は、絶縁膜１１２の上に配置される。サーミスタ１４３は、絶縁膜１１２に形成された図示しない開口部を介して第３信号ライン１４１及び第３ＧＮＤライン１４２に電気的に接続される。なお、温度検出素子として、熱電対を採用しても良い。
　第４検出部１５０は、土壌のｐＨを検出するための部品である。第４検出部１５０は、台座１１０の一面１１１のうちの一面１１１に投影された第１ＧＮＤライン１２２の内側に配置されると共に、第２検出部１３０及び第３検出部１４０が配置されていない領域に配置される。
　第４検出部１５０は、第４信号ライン１５１、第４ＧＮＤライン１５２、及び図示しない一対の電極を有する。第４信号ライン１５１及び第４ＧＮＤライン１５２は、Ｃｕ等の金属配線である。第４信号ライン１５１及び第４ＧＮＤライン１５２は、絶縁膜１１２に覆われていると共に、回路部１７０に電気的に接続される。
　第４信号ライン１５１及び第４ＧＮＤライン１５２は、台座１１０の一面１１１のうちの他端の側から一端の側に直線状に配置された配線パターンである。第４ＧＮＤライン１５２は、第２ＧＮＤライン１３２のうちの第２信号ライン１３１の側とは反対側に配置される。第４信号ライン１５１は、第４ＧＮＤライン１５２のうちの第２ＧＮＤライン１３２の側とは反対側に配置される。つまり、第４ＧＮＤライン１５２は、第２ＧＮＤライン１３２と第４信号ライン１５１との間に配置される。
　第４検出部１５０は、土壌に含まれる水が一対の電極のうちの一方の電極に付着することに伴う一対の電極の電位差を検出する。一対の電極は、例えば、ＩＳＦＥＴ電極及び比較電極である。
　第５検出部１６０は、土壌の酸化還元電位を検出するための部品である。酸化還元電位（Redox potentialもしくはOxidation-reduction Potential；ＯＲＰ）は、土壌の酸化還元の程度を表す物理量である。酸化還元電位はＥｈと表される場合もある。酸化還元電位がプラスの場合、土壌に酸素が有る、すなわち土壌が酸化状態である。酸化還元電位がマイナスの場合、土壌に酸素が無い、すなわち土壌が還元状態である。
　なお、例えば、水田は湛水することで還元が進み、さらに有機物を分解する際に酸素が消費され還元がより一層進む。土壌還元消毒は、還元資材である米ぬかやふすまや糖蜜等の有機物を土壌に注入することで、土壌を酸素が無い状態にすることができると共に、病害虫を死滅させることができる。土壌に酸素が無い状態とは、酸欠状態、還元状態、酸化還元電位がマイナスの状態である。
　第５検出部１６０は、台座１１０の一面１１１のうちの一面１１１に投影された第１ＧＮＤライン１２２の内側に配置されると共に、第２検出部１３０、第３検出部１４０、及び第４検出部１５０が配置されていない領域に配置される。
　第５検出部１６０は、第５信号ライン１６１、第５ＧＮＤライン１６２、及び図示しない一対の電極を有する。第５信号ライン１６１及び第５ＧＮＤライン１６２は、Ｃｕ等の金属配線である。第５信号ライン１６１及び第５ＧＮＤライン１６２は、絶縁膜１１２に覆われていると共に、回路部１７０に電気的に接続される。
　第５信号ライン１６１及び第５ＧＮＤライン１６２は、台座１１０の一面１１１のうちの他端の側から一端の側に直線状に配置された配線パターンである。第５ＧＮＤライン１６２は、第１ＧＮＤライン１２２の隣に配置される。第５信号ライン１６１は、第５ＧＮＤライン１６２と第４信号ライン１５１との間に配置される。
　第５検出部１６０は、一対の電極として、検出電極及び参照電極を有する。第５検出部１６０は、土壌に含まれる水が検出電極に付着することに伴う検出電極と参照電極との電位差を検出する。
　回路部１７０は、各検出部１２０～１６０の検出結果に基づいて、土壌に含まれる水分量、土壌の水ポテンシャル、土壌の電気伝導度、土壌の温度、土壌のｐＨ、及び土壌の酸化還元電位を取得する。
　回路部１７０は、各検出部１２０～１６０を制御するためのマイクロコンピュータやＩＣ等の電子部品を有する。電子部品は、回路部１７０の専用のプリント基板に実装される。あるいは、電子部品は、台座１１０のうちの他端の側に実装される。すなわち、台座１１０は回路部１７０の一部を構成していても良い。
　以上が、本実施形態に係る土壌センサ１００の全体構成である。なお、台座１１０のうちのセンシングに関係しない部分は、コーティング膜で覆われていても良い。これにより、コーティング膜で覆われた部分が保護される。あるいは、金属部分の腐食が抑制される。
　図３に示されるように、土壌センサ１００は、土壌２００に設けられた穴２１０の中に配置される。そして、土壌センサ１００は、土壌２００に埋められる。土壌センサ１００は、回路部１７０に接続された配線１８０を有する。土壌センサ１００は、配線１８０を介して電源の供給を受けたり、検出信号を出力したりする。
　また、土壌センサ１００は、配置方向が重力方向に対して垂直に配置される。すなわち、台座１１０及び回路部１７０は、重力方向に垂直な方向に沿って配置される。なお、配置方向は重力方向に対して厳密に垂直に配置されなくても良い。土壌センサ１００の姿勢が、重力方向に対して横向きであれば良い。
　これにより、雨が降った場合、図４に示されるように、土壌センサ１００の台座１１０に雨が導かれやすくなる。これに対し、図５に示されるように、土壌センサ１００の配置方向が重力方向に沿って配置された場合、すなわち土壌センサ１００が重力方向に対して縦向きに配置された場合、雨は回路部１７０によって移動を止められる。
　次に、土壌２００に含まれる水分量、土壌２００の電気伝導度、土壌２００の水ポテンシャル、土壌２００の温度、土壌２００のｐＨ、及び土壌２００の酸化還元電位の取得方法について説明する。
　第１検出部１２０及び回路部１７０は、例えば、時間領域透過法（Time Domain Transmission）に基づいて、土壌２００に含まれる水分量を測定する。図６に示されるように、回路部１７０は、第１検出部１２０の第１信号ライン１２１の一端部１２１Ａと第１ＧＮＤライン１２２の一端部１２２Ａとの間に周波数信号を入力する。なお、図６では、第３～第５検出部１４０～１６０を省略している。
　周波数信号は、例えばパルス波である。周波数信号は、土壌２００や土壌２００に含まれる水を介することで伝搬時間の遅れが生じる。土壌２００の誘電率は例えば±４であり、水の誘電率は例えば８０である。図２に示されるように、第１信号ライン１２１と第１ＧＮＤライン１２２との間の誘電率変化が容量変化となり、周波数信号の伝搬時間が遅れる。図６に示されるように、回路部１７０は、周波数信号が第１信号ライン１２１の他端部１２１Ｂに到達する伝搬時間を測定する。
　具体的には、土壌２００に含まれる水分量によって、水の比誘電率εｒが決まる。水の比誘電率εｒに応じて、第１検出部１２０の周辺の見かけの誘電率εａが決まる。光速をｃ、伝搬時間をｔｍ、第１信号ライン１２１のパターン長をＬｐとすると、見かけの誘電率εａは、εａ＝（ｃ×ｔｍ／Ｌｐ）２と表される。伝搬時間を測定することで見かけの誘電率εａが得られる。また、見かけの誘電率εａから水の比誘電率εｒが得られる。したがって、水の比誘電率εｒから土壌２００に含まれる水分量が得られる。
　第１検出部１２０及び回路部１７０は、第１信号ライン１２１の他端部１２１Ｂに到達する周波数信号の立ち上がりの傾きの大きさに基づいて、土壌２００の電気伝導度を測定する。図６に示されるように、回路部１７０に到達する周波数信号の立ち上がりは、土壌２００の電気伝導度に応じて傾斜する。また、回路部１７０に到達する周波数信号の振幅も、土壌２００の電気伝導度に応じて変化する。
　電気伝導度が高い場合、回路部１７０に到達する周波数信号の立ち上がりの傾きが小さくなる。すなわち、周波数信号の振幅が最大になるまでの時間が長い。また、電気伝導度が高い場合、回路部１７０に到達する周波数信号の振幅が小さくなる。
　一方、電気伝導度が低い場合、回路部１７０に到達する周波数信号の立ち上がりの傾きが大きくなる。すなわち、周波数信号の振幅が最大になるまでの時間が短い。また、電気伝導度が低い場合、回路部１７０に到達する周波数信号の振幅が大きくなる。
　したがって、回路部１７０は、回路部１７０に到達する周波数信号の立ち上がりの傾きを土壌２００の電気伝導度に換算する。あるいは、回路部１７０は、回路部１７０に到達する周波数信号の振幅を土壌２００の電気伝導度に換算する。あるいは、回路部１７０は、回路部１７０に到達する周波数信号の立ち上がりの傾き及び最大振幅の両方を土壌２００の電気伝導度に換算する。
　第２検出部１３０及び回路部１７０は、第２信号ライン１３１の一端部１３１Ａと第２ＧＮＤライン１３２の一端部１３２Ａとの間の静電容量を基づいて、土壌２００の水ポテンシャルを測定する。第２検出部１３０は、土壌２００からの水の吸収のしやすさ、すなわち水ポテンシャルをセラミックス１３３で代用している。土壌２００に含まれる水がセラミックス１３３に水が入ることで、誘電率が変化する。これにより、図２に示されるように、第２信号ライン１３１と第２ＧＮＤライン１３２との間の静電容量が変化する。
　具体的には、土壌２００の水ポテンシャルに応じて、セラミックス１３３の中に水が入ったときの吸水率が決まる。これに伴い、セラミックス１３３の中に水が入ったときの比誘電率εｒが決まるので、比誘電率εｒに対応した静電容量が決まる。したがって、静電容量を水ポテンシャルに換算することで土壌２００の水ポテンシャルが得られる。例えば、水ポテンシャルをφとし、静電容量をｐＦとした場合、静電容量ｐＦはｐＦ＝ｌｏｇ１０（－１０．２×φ）となり、水ポテンシャルφはφ＝１０ｐＦ／（－１０．２）となる。
　第３検出部１４０及び回路部１７０は、サーミスタ１４３によって土壌２００の温度を測定する。回路部１７０は、サーミスタの検出結果に基づいて、土壌２００の温度を取得する。
　第４検出部１５０及び回路部１７０は、一対の電極の電位差に基づいて、土壌２００のｐＨを測定する。例えば、半導体電極式では、一対の電極としてＩＳＦＥＴ電極等の半導体素子が含まれる。回路部１７０は、ＩＳＦＥＴ電極と比較電極との間に発生する電位差をインピーダンス変換することでｐＨに換算する。なお、ガラス電極式や金属電極式を採用しても良い。
　第５検出部１６０及び回路部１７０は、検出電極と参照電極との電位差に基づいて、土壌２００の酸化還元電位を測定する。検出電極は、例えば白金電極である。回路部１７０は、白金電極を基準とした比較電極の電圧を土壌２００の酸化還元電位として取得する。
　例えば、＋２００ｍＶを酸化＝還元とすると、＋４００ｍＶ～＋７００ｍＶが酸化の状態となり、－２５０ｍＶ～－３００ｍＶが還元の状態となる。乾田は、例えば＋６００ｍＶの酸化の状態である。
　回路部１７０は、上記各物理量を外部装置に出力する。土壌センサ１００によって得られるデータは、灌水システムや肥料散布等に利用される。灌水システムでは、水分量、水ポテンシャル、温度の情報から、水やり量が調整される。肥料散布では、電気伝導度、ｐＨ、酸化還元電位の情報から、肥料の量や成分が調整される。
　以上説明したように、本実施形態では、第２～第５検出部１３０～１６０は、第１検出部１２０の第１ＧＮＤライン１２２の内側に配置される。すなわち、第２～第５検出部１３０～１６０は、第１検出部１２０の第１信号ライン１２１及び第１ＧＮＤライン１２２によって広がる電界の領域を回避して配置される。また、第１ＧＮＤライン１２２と第２ＧＮＤライン１３２とが隣同士に配置される。同様に、第１ＧＮＤライン１２２と第３ＧＮＤライン１４２とが隣同士に配置される。第２ＧＮＤライン１３２と第４ＧＮＤライン１５２とが隣同士に配置される。さらに、第１ＧＮＤライン１２２と第５ＧＮＤライン１６２とが隣同士に配置される。このため、各検出部１２０～１６０の間に不要な静電容量は発生しない。したがって、各検出部１２０～１６０が互い影響を及ぼすことを抑制することができる。
　水ポテンシャルは根の水の吸収のしやすさを表し、電気伝導度は土壌２００の塩分濃度を表す。土壌センサ１００は水ポテンシャル及び電気伝導度を測定することができるので、土壌センサ１００は土壌２００の液肥の成分や分量のフィードバック制御に適している。
　なお、本実施形態の台座１１０の一面１１１が設置面に対応する。
　（第２実施形態）
　本実施形態では、主に第１実施形態と異なる部分について説明する。図７及び図８に示されるように、台座１１０は、一面１１１とは反対側の他面１１３を有する。そして、第１検出部１２０は、台座１１０のうちの一面１１１の側と、台座１１０のうちの他面１１３の側と、の両側に配置される。台座１１０の他面１１３に配置された第１信号ライン１２１及び第１ＧＮＤライン１２２も絶縁膜１１２に覆われている。各検出部１２０～１６０は、台座１１０の一面１１１だけでなく、他面１１３にも設置される。なお、図８では、第２～第５検出部１３０～１６０を省略している。
　上記の構成によると、第１検出部１２０及び第２検出部１３０の配線パターンの配置密度を高めることができる。すなわち、台座１１０の一面１１１及び他面１１３の範囲内でより長い配線パターンを形成することができるので、第１検出部１２０及び第２検出部１３０の感度向上や土壌センサ１００の小型化が可能になる。
　さらに、第１検出部１２０の第１信号ライン１２１と第１ＧＮＤライン１２２とが近接するので、電界が土壌２００に滲み出しやすくなる。したがって、感度を一層向上することができる。
　なお、本実施形態の台座１１０の他面１１３が設置面に対応する。
　（第３実施形態）
　本実施形態では、主に第１、第２実施形態と異なる部分について説明する。図９に示されるように、第１検出部１２０の接続部１２１Ｅは、第１直線部１２１Ｃのうちの第１信号ライン１２１の一端部１２１Ａに対応する配線パターン及び第２直線部１２１Ｄのうちの第１信号ライン１２１の他端部１２１Ｂに対応する配線パターンの側に折り畳まれた配線パターンである。なお、図９では、第３～第５検出部１４０～１６０を省略している。
　第１ＧＮＤライン１２２は、第１信号ライン１２１と第１の間隔を持っている。よって、第１ＧＮＤライン１２２のうちの接続部１２１Ｅに対応する部分も、第１ＧＮＤライン１２２の一端部１２２Ａ及び第１ＧＮＤライン１２２の他端部１２２Ｂの側に折り畳まれた配線パターンである。
　例えば、吸水した土壌２００は誘電率が高くなる。このため、台座１１０と土壌２００との誘電率の差が大きくなる。よって、図１０に示されるように、台座１１０と土壌２００との界面で電界１１４の全反射が起こる。すなわち、電界１１４が土壌２００を通らないので、土壌２００の誘電率変化に対する感度が低くなる。
　これに対し、上記のように、接続部１２１Ｅが折り畳まれた配線パターンの場合、接続部１２１Ｅが折り畳まれた配線パターンの密度は、接続部１２１Ｅが折り畳まれない配線パターンの密度よりも高くなる。このため、台座１１０と土壌２００との界面に対する電界の入射角が大きくなるので、図１１に示されるように、台座１１０と土壌２００との界面で電界１１４の全反射が起こらなくなる。したがって、第１検出部１２０の感度を向上させることができる。
　変形例として、接続部１２１Ｅの折り畳みは、１回ではなく複数回でも構わない。この場合、接続部１２１Ｅは蛇腹状の配線パターンとなる。
　（第４実施形態）
　本実施形態では、主に上記各実施形態と異なる部分について説明する。図１２に示されるように、第１信号ライン１２１の第２直線部１２１Ｄは、蛇腹状の配線パターン部１２１Ｆを有する。蛇腹状とは、波形状あるいは繰り返し形状である。なお、図１２では、第３～第５検出部１４０～１６０を省略している。
　第１ＧＮＤライン１２２は、第１信号ライン１２１と第１の間隔を持った配線パターンであるので、第１信号ライン１２１の第２直線部１２１Ｄに対応する部分が蛇腹状である。上記の構成によると、第１検出部１２０の配線パターンの密度を高くすることができるので、第３実施形態と同様の効果が得られる。
　変形例として、第１直線部１２１Ｃが蛇腹状の配線パターン部を有していても良い。すなわち、第１直線部１２１Ｃ及び第２直線部１２１Ｄのうちのいずれか一方が、蛇腹部分を有する。
　変形例として、第１直線部１２１Ｃ及び第２直線部１２１Ｄのうちのいずれか一方が蛇腹状の配線パターン部を有すると共に、接続部１２１Ｅが折り畳まれた配線パターンを有していても良い。
　（第５実施形態）
　本実施形態では、主に第４実施形態と異なる部分について説明する。図１３に示されるように、第１信号ライン１２１の第１直線部１２１Ｃは、蛇腹状の第１配線パターン部１２１Ｇを有する。また、第１信号ライン１２１の第２直線部１２１Ｄは、蛇腹状の第２配線パターン部１２１Ｆを有する。なお、図１３では、第３～第５検出部１４０～１６０を省略している。第１ＧＮＤライン１２２は、第１信号ライン１２１の各直線部１２１Ｃ、１２１Ｄに対応する部分がそれぞれ蛇腹状の配線パターンである。上記の構成によると、第３実施形態と同様の効果が得られる。
　変形例として、第１直線部１２１Ｃ及び第２直線部１２１Ｄの両方が蛇腹状の配線パターン部を有すると共に、接続部１２１Ｅが折り畳まれた配線パターンを有していても良い。
　（第６実施形態）
　本実施形態では、主に上記各実施形態と異なる部分について説明する。図１４に示されるように、土壌センサ１００は、回路部１７０が台座１１０よりも重力方向の上側に位置するように配置される。すなわち、配置方向と重力方向とが平行になっている。配置方向は重力方向に平行に配置されるだけでなく、重力方向に対して多少傾斜していても良い。
　例えば、土壌２００が培養土の場合、肥料や水が一定の割合で混ざっている。培養土とは、植物を栽培するために、腐葉土、砂、ピートモス、バーミキュライト、石灰等の他、肥料を一定の割合で混ぜ合わせた土である。このため、図１４に示されるように、土壌センサ１００を土壌２００の中に縦向きに配置することも可能である。
　（第７実施形態）
　本実施形態では、主に第１実施形態と異なる部分について説明する。図１５に示されるように、土壌センサ１００は、各検出部１２０～１６０を複数有する。具体的には、土壌センサ１００は、台座１１０を複数有する。複数の台座１１０は、重力方向において異なる位置の水分量、電気伝導度、水ポテンシャル等の各物理量を取得するために、重力方向に並べられる。そして、各検出部１２０～１６０は、各台座１１０の一面１１１にそれぞれ設置される。
　土壌センサ１００は、配置方向が重力方向に垂直な方向に向くように、土壌２００に配置される。これにより、土壌２００の深さ方向について各物理量を測定することができる。なお、土壌センサ１００は、配置方向が重力方向に沿うように、土壌２００に配置されても構わない。
　変形例として、図１６に示されるように、各検出部１２０～１６０は、１つの台座１１０の一面１１１にそれぞれ設置されても構わない。
　変形例として、各検出部１２０～１６０は、全てが重力方向において異なる位置に配置されなくても良い。すなわち、各検出部１２０～１６０は、一部が重力方向において異なる位置に配置されても構わない。例えば、第１検出部１２０のみが重力方向において異なる位置に配置されていても良いし、第２検出部１３０のみが重力方向において異なる位置に配置されていても良い。
　（第８実施形態）
　本実施形態では、主に第７実施形態と異なる部分について説明する。図１７及び図１８に示されるように、本実施形態では、土壌センサ１００は、回路部１７０が重力方向の上側に配置される。なお、図１７では、第３～第５検出部１４０～１６０を省略している。
　また、台座１１０は、配置方向に長さが異なる第１台座１１５及び第２台座１１６を有する。第１台座１１５は、配置方向の長さがａである。第２台座１１６は、配置方向の長さがａよりも大きいｂである。第１台座１１５が第２台座１１６に重ねられると共に一体化されることで、第２台座１１６のうちの一端の側の一部が露出する。
　上記の構成によると、第２台座１１６のうちの先端部分、すなわち第２台座１１６のうちのｂ－ａの部分に対応する深さの各物理量を測定することができる。なお、土壌センサ１００は、配置方向が重力方向に垂直な方向に向くように、土壌２００に配置されても構わない。
　変形例として、図１９及び図２０に示されるように、台座１１０は、さらに、配置方向の長さがｂよりも大きいｃの第３台座１１７を有していても良い。第２台座１１６が第３台座１１７に重ねられると共に一体化される。これにより、第２台座１１６の先端部分だけでなく、第３台座１１７の先端部分、すなわちｃ－ｂの部分に対応する深さの各物理量を測定することができる。
　変形例として、図２１に示されるように、台座１１０は１つであっても構わない。各検出部１２０～１６０は、台座１１０の一面１１１において配置方向に２段に配置される。あるいは、図２２に示されるように、各検出部１２０～１６０は、台座１１０の一面１１１において配置方向に３段に配置されても構わない。なお、図２１及び図２２では、第３～第５検出部１４０～１６０を省略している。
　（第９実施形態）
　本実施形態では、主に上記各実施形態と異なる部分について説明する。図２３に示されるように、台座１１０は、基板状のものではなく、球体として構成される。球体の表面が一面１１１に対応する。球体は、例えば樹脂のボールである。
　各検出部１２０～１６０は、球体の表面に配置される。各検出部１２０～１６０の配線パターンは、例えば球体の表面に印刷される。なお、図２３では、第２～第５検出部１３０～１６０を省略している。
　上記の構成によると、第１検出部１２０の配線パターンを球体に何周も形成することができる。このため、第１検出部１２０の配線パターンを長くすることができる。したがって、第１検出部１２０の感度を向上させることができる。
　変形例として、台座１１０は、完全な球体ではなく、楕円体のように、多少変形した形状でも構わない。
　（第１０実施形態）
　本実施形態では、主に上記各実施形態と異なる部分について説明する。図２４に示されるように、セラミックス１３３は、表面１３４、裏面１３５、及び側面１３６を有する。セラミックス１３３は、裏面１３５が第２信号ライン１３１の一端部１３１Ａ及び第２ＧＮＤライン１３２の一端部１３２Ａの側に配置される。すなわち、セラミックス１３３の裏面１３５が絶縁膜１１２に接触する。なお、図２４では、第３～第５検出部１４０～１６０を省略している。
　また、第２検出部１３０は、金属体１３７を有する。金属体１３７は、セラミックス１３３の表面１３４の全体に配置される。金属体１３７は、例えば、アルミニウムやステンレス等の耐食性の良い金属材料によって構成される。金属体１３７は、単層で構成されていても良いし、複数層で構成されていても良い。金属体１３７が複数層の場合は、同じ金属材料が複数層に形成されていても良いし、異なる金属材料が複数層に形成されていても良い。
　金属体１３７は、セラミックス１３３の側面１３６に配置された図示しない第２ＧＮＤライン１３２の一部に接続される。これにより、金属体１３７は、第２ＧＮＤライン１３２に電気的に接続される。金属体１３７は、セラミックス１３３に対する他方の電極である。
　以上の構成によると、台座１１０の一面１１１に位置する第２信号ライン１３１の一端部１３１Ａと金属体１３７との間にも静電容量が発生する。水ポテンシャルを測定するために必要な静電容量Ｃは、面積をＳ、電極の距離をｄとすると、Ｃ＝ε×（Ｓ／ｄ）で表される。このため、電極の面積が金属体１３７の分だけ大きくなるので、得られる静電容量が大きくなる。したがって、第２検出部１３０の感度を向上させることができる。
　変形例として、金属体１３７は、セラミックス１３３の表面１３４のうちの少なくとも一部に配置されていれば良い。
　（第１１実施形態）
　本実施形態では、主に第１０実施形態と異なる部分について説明する。図２５に示されるように、第２検出部１３０は、金属体１３８を有する。金属体１３８は、セラミックス１３３の表面１３４の全体に配置される。なお、図２５では、第３～第５検出部１４０～１６０を省略している。
　金属体１３８は、セラミックス１３３の側面１３６に配置された図示しない第２信号ライン１３１の一部に接続される。これにより、金属体１３８は、第２信号ライン１３１に電気的に接続される。金属体１３８は、セラミックス１３３に対する一方の電極である。
　以上の構成によると、第１０実施形態と同様に、電極の面積が金属体１３８の分だけ大きくなるので、得られる静電容量が大きくなる。したがって、第２検出部１３０の感度を向上させることができる。
　変形例として、金属体１３８は、セラミックス１３３の表面１３４のうちの少なくとも一部に配置されていれば良い。
　（第１２実施形態）
　本実施形態では、主に上記各実施形態と異なる部分について説明する。図２６に示されるように、第２信号ライン１３１の一端部１３１Ａは、台座１１０の一面１１１に配置される。第２信号ライン１３１の一端部１３１Ａは、平面形状が例えば円形である。なお、図２６では、第３～第５検出部１４０～１６０を省略している。
　セラミックス１３３は、裏面１３５が第２信号ライン１３１の一端部１３１Ａの上方に位置するように配置される。すなわち、セラミックス１３３は、裏面１３５が第２信号ライン１３１の一端部１３１Ａの側に配置される。
　第２ＧＮＤライン１３２の一端部１３２Ａは、セラミックス１３３の表面１３４の全体に配置される。第２ＧＮＤライン１３２の一端部１３２Ａは、セラミックス１３３の側面１３６に配置された第２ＧＮＤライン１３２の一部に電気的に接続される。
　以上の構成によると、第２信号ライン１３１の一端部１３１Ａ及び第２ＧＮＤライン１３２の一端部１３２Ａの電極の面積が第１実施形態の場合よりも大きくなるので、得られる静電容量が大きくなる。したがって、第２検出部１３０の感度を向上させることができる。
　変形例として、第２信号ライン１３１の一端部１３１Ａは、平面形状が楕円形や多角形でも良い。また、第２ＧＮＤライン１３２の一端部１３２Ａは、セラミックス１３３の表面１３４のうちの少なくとも一部に配置されていれば良い。
　変形例として、第２ＧＮＤライン１３２は、第１検出部１２０の第１ＧＮＤライン１２２に接続されていても良い。これにより、第２ＧＮＤライン１３２は、第１ＧＮＤライン１２２に共通化される。
　（第１３実施形態）
　本実施形態では、主に第１２実施形態と異なる部分について説明する。図２７に示されるように、第２ＧＮＤライン１３２の一端部１３２Ａは、台座１１０の一面１１１に配置される。第２ＧＮＤライン１３２の一端部１３２Ａは、平面形状が例えば円形である。なお、図２７では、第３～第５検出部１４０～１６０を省略している。
　セラミックス１３３は、裏面１３５が第２ＧＮＤライン１３２の一端部１３２Ａの上方に位置するように配置される。すなわち、セラミックス１３３は、裏面１３５が第２ＧＮＤライン１３２の一端部１３２Ａの側に配置される。
　第２信号ライン１３１の一端部１３１Ａは、セラミックス１３３の表面１３４の全体に配置される。第２信号ライン１３１の一端部１３１Ａは、セラミックス１３３の側面１３６に配置された第２信号ライン１３１の一部に電気的に接続される。
　以上の構成によると、第１２実施形態と同様に、得られる静電容量が大きくなる。したがって、第２検出部１３０の感度を向上させることができる。
　変形例として、第２ＧＮＤライン１３２の一端部１３２Ａは、平面形状が楕円形や多角形でも良い。また、第２信号ライン１３１の一端部１３１Ａは、セラミックス１３３の表面１３４のうちの少なくとも一部に配置されていれば良い。
　（第１４実施形態）
　本実施形態では、主に第１２実施形態と異なる部分について説明する。第２信号ライン１３１の一端部１３１Ａは、平面形状が例えば円環形状である。図２８に示されるように、第２ＧＮＤライン１３２の一端部１３２Ａは、セラミックス１３３の側面１３６の全体に配置される。なお、図２８では、第３～第５検出部１４０～１６０を省略している。
　以上の構成によると、セラミックス１３３の側面１３６に位置する第２ＧＮＤライン１３２の一端部１３２Ａと、台座１１０の一面１１１に位置する第２信号ライン１３１の一端部１３１Ａと、の間に静電容量が発生する。第２ＧＮＤライン１３２の一端部１３２Ａは、セラミックス１３３の側面１３６の全体に配置されているので、得られる静電容量が大きくなる。したがって、第２検出部１３０の感度を向上させることができる。
　変形例として、第２信号ライン１３１の一端部１３１Ａは、平面形状が楕円環形状や多角環形状でも良い。また、第２ＧＮＤライン１３２の一端部１３２Ａは、セラミックス１３３の側面１３６のうちの少なくとも一部に配置されていれば良い。
　（第１５実施形態）
　本実施形態では、主に第１３実施形態と異なる部分について説明する。第２ＧＮＤライン１３２の一端部１３２Ａは、平面形状が例えば円環形状である。図２９に示されるように、第２信号ライン１３１の一端部１３１Ａは、セラミックス１３３の側面１３６の全体に配置される。なお、図２９では、第３～第５検出部１４０～１６０を省略している。
　以上の構成によると、第１４実施形態と同様に、得られる静電容量が大きくなる。したがって、第２検出部１３０の感度を向上させることができる。
　変形例として、第２ＧＮＤライン１３２の一端部１３２Ａは、平面形状が楕円環形状や多角環形状でも良い。また、第２信号ライン１３１の一端部１３１Ａは、セラミックス１３３の側面１３６のうちの少なくとも一部に配置されていれば良い。
　（第１６実施形態）
　本実施形態では、主に第１４実施形態と異なる部分について説明する。図３０に示されるように、第２ＧＮＤライン１３２の一端部１３２Ａは、セラミックス１３３の表面１３４及び側面１３６に配置される。第２ＧＮＤライン１３２の一端部１３２Ａは、土壌２００の水分をセラミックス１３３に染み込ませるための貫通孔１３２Ｃを有する。なお、図３０では、第３～第５検出部１４０～１６０を省略している。
　以上の構成によると、第１４実施形態と同様に、得られる静電容量が大きくなる。したがって、第２検出部１３０の感度を向上させることができる。
　（第１７実施形態）
　本実施形態では、主に第１５実施形態と異なる部分について説明する。図３１に示されるように、第２信号ライン１３１の一端部１３１Ａは、セラミックス１３３の表面１３４及び側面１３６に配置される。第２信号ライン１３１の一端部１３１Ａは、は、土壌２００の水分をセラミックス１３３に染み込ませるための貫通孔１３１Ｃを有する。なお、図３１では、第３～第５検出部１４０～１６０を省略している。
　以上の構成によると、第１５実施形態と同様に、得られる静電容量が大きくなる。したがって、第２検出部１３０の感度を向上させることができる。
　（第１８実施形態）
　本実施形態では、主に上記各実施形態と異なる部分について説明する。図３２に示されるように、第１信号ライン１２１及び第１ＧＮＤライン１２２は、台座１１０の一面１１１及び他面１１３だけでなく、台座１１０の内部にも設置されている。なお、図３２では、第２～第５検出部１３０～１６０を省略している。
　第１信号ライン１２１は、一端部１２１Ａと他端部１２１Ｂとの間が複数に分岐した複数の分岐パターンを有する。例えば、第１信号ライン１２１は、一端部１２１Ａと他端部１２１Ｂとの間に並列接続された４本の分岐パターンを有する。そして、４本の分岐パターンは、台座１１０の一面１１１に沿って延びると共に、台座１１０の一面１１１を基準とした厚み方向における位置が異なる。すなわち、４本の分岐パターンは、階層状の配線パターンである。つまり、第１信号ライン１２１は、４層の配線パターンである。
　第１ＧＮＤライン１２２も同様に、台座１１０の一面１１１に沿って延びると共に、台座１１０の一面１１１を基準とした厚み方向における位置が異なる４本の分岐パターンを有する。第１ＧＮＤライン１２２の各分岐パターンと第１信号ライン１２１の各分岐パターンはそれぞれ同じ階層に配置される。
　台座１１０は、例えば積層基板である。これにより、第１信号ライン１２１の各分岐パターン及び第１ＧＮＤライン１２２の各分岐パターンは、積層基板に形成されたビアを介して厚み方向に分散される。そして、第１信号ライン１２１の各分岐パターンは、一端部１２１Ａと他端部１２１Ｂとに集約される。同様に、第１ＧＮＤライン１２２の各分岐パターンは、一端部１２２Ａと他端部１２２Ｂとに集約される。
　以上の構成によると、第１信号ライン１２１の各分岐パターン及び第１ＧＮＤライン１２２の各分岐パターンの分だけ電界強度が大きくなる。よって、第１検出部１２０の感度を向上させることができる。
　変形例として、第１信号ライン１２１及び第１ＧＮＤライン１２２は、台座１１０の他面１１３の側に配置されなくても良い。すなわち、第１信号ライン１２１及び第１ＧＮＤライン１２２は、台座１１０の一面１１１及び台座１１０の内部に配置される構成でも良い。
　変形例として、第１信号ライン１２１の各分岐パターン及び第１ＧＮＤライン１２２の各分岐パターンは４層に限られず、３層以上であれば良い。例えば、第１信号ライン１２１の各分岐パターン及び第１ＧＮＤライン１２２の各分岐パターンは、６層、８層、１０層、１２層のいずれかとすることができる。
　（第１９実施形態）
　本実施形態では、第１８実施形態と異なる部分について説明する。図３３に示されるように、第１信号ライン１２１及び第１ＧＮＤライン１２２は、台座１１０の一面１１１に垂直な厚み方向において、台座１１０の一面１１１を基準として配置される深さが異なる。本実施形態では、第１信号ライン１２１が台座１１０の一面１１１及び他面１１３に配置される。一方、第１ＧＮＤライン１２２は、台座１１０の内部に配置される。なお、図３３では、第２～第５検出部１３０～１６０を省略している。
　以上の構成によると、台座１１０の厚み方向に電界強度を大きくすることができる。よって、第１検出部１２０の感度を向上させることができる。
　変形例として、第１ＧＮＤライン１２２が台座１１０の一面１１１及び他面１１３に配置される一方、第１信号ライン１２１が台座１１０の内部に配置されても構わない。
　変形例として、第１信号ライン１２１が台座１１０の内部に配置され、第１ＧＮＤライン１２２が台座１１０の一面１１１に配置され、第１信号ライン１２１が台座１１０の他面１１３に配置され、第１ＧＮＤライン１２２が台座１１０の内部に配置されても良い。
　変形例として、第１信号ライン１２１が台座１１０の一面１１１に配置され、第１ＧＮＤライン１２２が台座１１０の内部に配置され、第１信号ライン１２１が台座１１０の内部に配置され、第１ＧＮＤライン１２２が台座１１０の他面１１３に配置されても良い。
　変形例として、第１信号ライン１２１及び第１ＧＮＤライン１２２は、全体が台座１１０の内部に配置されていても良い。
　（第２０実施形態）
　本実施形態では、主に上記各実施形態と異なる部分について説明する。図３４及び図３５に示されるように、第１信号ライン１２１は、台座１１０の一面１１１に垂直な厚み方向に振幅が変化する波状の配線パターンである。なお、図３４及び図３５では、第２～第５検出部１３０～１６０を省略している。
　第１信号ライン１２１は、例えば、台座１１０の内部に形成された４層の断続的な配線パターンがビア等で厚み方向に電気的に接続されることで構成される。台座１１０の一面１１１の側の第１信号ライン１２１は、台座１１０の一面１１１の側の２層がビア等で厚み方向に電気的に接続される。台座１１０の他面１１３の側の第１信号ライン１２１は、台座１１０の他面１１３の側の２層がビア等で厚み方向に電気的に接続される。第１ＧＮＤライン１２２も、第１信号ライン１２１と同様の波状の配線パターンである。
　上記の構成によると、第１信号ライン１２１及び第１ＧＮＤライン１２２を長くすることができる。よって、第２実施形態と同様に、第１検出部１２０の感度を向上させることができる。
　もちろん、他の実施形態とも組み合わされる。例えば、図９に示された台座１１０の一面１１１において折り畳まれた配線パターンにおいて、配線パターンは台座１１０の厚み方向に振幅が変化する波状にも形成される。同様に、本実施形態に係る配線パターンは、図１２～図３３に示された各配線パターンにも適用できる。
　変形例として、第１信号ライン１２１の一部は、台座１１０の一面１１１及び他面１１３に配置されていても良い。同様に、第１信号ライン１２１の一部は、台座１１０の一面１１１及び他面１１３に配置されていても良い。
　変形例として、第１信号ライン１２１及び第１ＧＮＤライン１２２は、台座１１０の他面１１３の側に配置されなくても良い。また、第１信号ライン１２１及び第１ＧＮＤライン１２２が、複数の階層に配置される場合、各分岐パターンが厚み方向に振幅が変化する波状の配線パターンである。
　本開示は上述の実施形態に限定されることなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲内で、以下のように種々変形可能である。例えば、上記各実施形態を適宜組み合わせることが可能である。なお、台座１１０の一面１１１及び他面１１３に配線パターンを形成する場合、一面１１１の配線パターンと他面１１３の配線パターンとが同じであることが望ましい。
　また、土壌センサ１００は、各物理量のうちの水分量及び水ポテンシャルを測定する構成でも良い。あるいは、土壌センサ１００は、各物理量のうちの水分量、水ポテンシャル、及び電気伝導度を測定する構成でも良い。あるいは、土壌センサ１００は、各物理量のうちの水分量、水ポテンシャル、電気伝導度、及び温度を測定する構成でも良い。あるいは、土壌センサ１００は、各物理量のうちの水分量、水ポテンシャル、電気伝導度、温度、及びｐＨを測定する構成でも良い。あるいは、土壌センサ１００は、各物理量のうちの水分量、水ポテンシャル、電気伝導度、温度、及び酸化還元電位を測定する構成でも良い。あるいは、土壌センサ１００は、各物理量のうちの水分量、水ポテンシャル、電気伝導度、ｐＨ、及び酸化還元電位を測定する構成でも良い。あるいは、土壌センサ１００は、各物理量のうちの水分量、水ポテンシャル、電気伝導度、及び酸化還元電位を測定する構成でも良い。あるいは、土壌センサ１００は、各物理量のうちの水分量、水ポテンシャル、及び温度を測定する構成でも良い。あるいは、土壌センサ１００は、各物理量のうちの水分量、水ポテンシャル、温度、ｐＨ、及び酸化還元電位を測定する構成でも良い。あるいは、土壌センサ１００は、各物理量のうちの水分量、水ポテンシャル、温度、及び酸化還元電位を測定する構成でも良い。あるいは、土壌センサ１００は、各物理量のうちの水分量、水ポテンシャル、及びｐＨを測定する構成でも良い。あるいは、土壌センサ１００は、各物理量のうちの水分量、水ポテンシャル、ｐＨ、及び酸化還元電位を測定する構成でも良い。あるいは、土壌センサ１００は、各物理量のうちの水分量、水ポテンシャル、及び酸化還元電位を測定する構成でも良い。
　一方、土壌センサ１００は、各物理量のうちの電気伝導度及び水ポテンシャルを測定する構成でも良い。あるいは、土壌センサ１００は、各物理量のうちの電気伝導度、水ポテンシャル、及び水分量を測定する構成でも良い。あるいは、土壌センサ１００は、各物理量のうちの電気伝導度、水ポテンシャル、水分量、及び温度を測定する構成でも良い。あるいは、土壌センサ１００は、各物理量のうちの電気伝導度、水ポテンシャル、水分量、温度、及びｐＨを測定する構成でも良い。あるいは、土壌センサ１００は、各物理量のうちの電気伝導度、水ポテンシャル、水分量、温度、ｐＨ、及び酸化還元電位を測定する構成でも良い。あるいは、土壌センサ１００は、各物理量のうちの電気伝導度、水ポテンシャル、水分量、温度、及び酸化還元電位を測定する構成でも良い。あるいは、土壌センサ１００は、各物理量のうちの電気伝導度、水ポテンシャル、水分量、ｐＨ、及び酸化還元電位を測定する構成でも良い。あるいは、土壌センサ１００は、各物理量のうちの電気伝導度、水ポテンシャル、水分量、及び酸化還元電位を測定する構成でも良い。あるいは、土壌センサ１００は、各物理量のうちの電気伝導度、水ポテンシャル、及び温度を測定する構成でも良い。あるいは、土壌センサ１００は、各物理量のうちの電気伝導度、水ポテンシャル、温度、ｐＨ、及び酸化還元電位を測定する構成でも良い。あるいは、土壌センサ１００は、各物理量のうちの電気伝導度、水ポテンシャル、温度、及び酸化還元電位を測定する構成でも良い。あるいは、土壌センサ１００は、各物理量のうちの電気伝導度、水ポテンシャル、及びｐＨを測定する構成でも良い。あるいは、土壌センサ１００は、各物理量のうちの電気伝導度、水ポテンシャル、ｐＨ、及び酸化還元電位を測定する構成でも良い。あるいは、土壌センサ１００は、各物理量のうちの電気伝導度、水ポテンシャル、及び酸化還元電位を測定する構成でも良い。
　さらに、土壌センサ１００は、各物理量のうちの水分量及び電気伝導度を測定する構成でも良い。もちろん、上記と同様に、土壌センサ１００は、水分量及び電気伝導度を測定する構成を基礎として、水ポテンシャル、温度、ｐＨ、及び酸化還元電位を測定する各構成を適宜組み合わせても構わない。
　また、土壌センサ１００は、各物理量のうちの電気伝導度及び水ポテンシャルを測定する構成でも良い。あるいは、土壌センサ１００は、各物理量のうちの電気伝導度、水ポテンシャル、及び水分量を測定する構成でも良い。あるいは、土壌センサ１００は、各物理量のうちの電気伝導度、水ポテンシャル、水分量、及び温度を測定する構成でも良い。あるいは、土壌センサ１００は、各物理量のうちの電気伝導度、水ポテンシャル、水分量、温度、及びｐＨを測定する構成でも良い。あるいは、土壌センサ１００は、各物理量のうちの電気伝導度、水ポテンシャル、水分量、温度、及び酸化還元電位を測定する構成でも良い。あるいは、土壌センサ１００は、各物理量のうちの電気伝導度、水ポテンシャル、水分量、ｐＨ、及び酸化還元電位を測定する構成でも良い。あるいは、土壌センサ１００は、各物理量のうちの電気伝導度、水ポテンシャル、水分量、及び酸化還元電位を測定する構成でも良い。あるいは、土壌センサ１００は、各物理量のうちの電気伝導度、水ポテンシャル、及び温度を測定する構成でも良い。あるいは、土壌センサ１００は、各物理量のうちの電気伝導度、水ポテンシャル、温度、ｐＨ、及び酸化還元電位を測定する構成でも良い。あるいは、土壌センサ１００は、各物理量のうちの電気伝導度、水ポテンシャル、温度、及び酸化還元電位を測定する構成でも良い。あるいは、土壌センサ１００は、各物理量のうちの電気伝導度、水ポテンシャル、及びｐＨを測定する構成でも良い。あるいは、土壌センサ１００は、各物理量のうちの電気伝導度、水ポテンシャル、ｐＨ、及び酸化還元電位を測定する構成でも良い。あるいは、土壌センサ１００は、各物理量のうちの電気伝導度、水ポテンシャル、及び酸化還元電位を測定する構成でも良い。
　一方、土壌センサ１００は、各物理量のうちの電気伝導度及び水分量を測定する構成でも良い。あるいは、土壌センサ１００は、各物理量のうちの電気伝導度、水分量、及び水ポテンシャルを測定する構成でも良い。あるいは、土壌センサ１００は、各物理量のうちの電気伝導度、水分量、水ポテンシャル、及び温度を測定する構成でも良い。あるいは、土壌センサ１００は、各物理量のうちの電気伝導度、水分量、水ポテンシャル、温度、及びｐＨを測定する構成でも良い。あるいは、土壌センサ１００は、各物理量のうちの電気伝導度、水分量、水ポテンシャル、温度、ｐＨ、及び酸化還元電位を測定する構成でも良い。あるいは、土壌センサ１００は、各物理量のうちの電気伝導度、水分量、水ポテンシャル、温度、及び酸化還元電位を測定する構成でも良い。あるいは、土壌センサ１００は、各物理量のうちの電気伝導度、水分量、水ポテンシャル、ｐＨ、及び酸化還元電位を測定する構成でも良い。あるいは、土壌センサ１００は、各物理量のうちの電気伝導度、水分量、水ポテンシャル、及び酸化還元電位を測定する構成でも良い。あるいは、土壌センサ１００は、各物理量のうちの電気伝導度、水分量、及び温度を測定する構成でも良い。あるいは、土壌センサ１００は、各物理量のうちの電気伝導度、水分量、温度、ｐＨ、及び酸化還元電位を測定する構成でも良い。あるいは、土壌センサ１００は、各物理量のうちの電気伝導度、水分量、温度、及び酸化還元電位を測定する構成でも良い。あるいは、土壌センサ１００は、各物理量のうちの電気伝導度、水分量、及びｐＨを測定する構成でも良い。あるいは、土壌センサ１００は、各物理量のうちの電気伝導度、水分量、ｐＨ、及び酸化還元電位を測定する構成でも良い。あるいは、土壌センサ１００は、各物理量のうちの電気伝導度、水分量、及び酸化還元電位を測定する構成でも良い。
　さらに、土壌センサ１００は、各物理量のうちの水ポテンシャル及び水分量を測定する構成でも良い。もちろん、上記と同様に、土壌センサ１００は、水ポテンシャル及び水分量を測定する構成を基礎として、電気伝導度、温度、ｐＨ、及び酸化還元電位を測定する各構成を適宜組み合わせても構わない。
　本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

Claims (32)

  1. 　設置面（１１１、１１３）を有する台座（１１０）と、
    　前記台座に配置された第１信号ライン（１２１）及び第１ＧＮＤライン（１２２）を有する第１検出部（１２０）と、
    　前記台座の前記設置面に配置された第２信号ライン（１３１）及び第２ＧＮＤライン（１３２）と、セラミックス（１３３）と、を有し、前記第２信号ラインの一端部（１３１Ａ）が前記セラミックスに対する一方の電極であり、前記第２ＧＮＤラインの一端部（１３２Ａ）が前記セラミックスに対する他方の電極である第２検出部（１３０）と、
    　前記第１信号ラインの一端部（１２１Ａ）と前記第１ＧＮＤラインの一端部（１２２Ａ）との間に周波数信号を入力すると共に前記台座が配置される土壌（２００）に含まれる水分量に対応して前記周波数信号が前記第１信号ラインの他端部（１２１Ｂ）に到達する伝搬時間に基づいて前記水分量を取得する一方、前記土壌に含まれる水が前記セラミックスに入ることで変化する前記第２信号ラインの一端部と前記第２ＧＮＤラインの一端部との間の静電容量に基づいて前記土壌の水ポテンシャルを測定する回路部（１７０）と、
    　を含み、
    　前記第１信号ラインは、前記台座の前記設置面に投影された配線パターンが環状の配線パターンであり、
    　前記第１ＧＮＤラインは、前記第１信号ラインに対して間隔を持って配置されると共に、前記台座の前記設置面に投影された配線パターンが前記設置面に投影された前記第１信号ラインの配線パターンで囲まれた領域に配置され、
    　前記第２検出部は、前記台座の前記設置面に投影された前記第１ＧＮＤラインの配線パターンで囲まれた領域に配置される、土壌センサ。
  2. 　前記回路部は、前記第１信号ラインの他端部に到達する前記周波数信号の立ち上がりの傾きの大きさに基づいて、前記土壌の電気伝導度を取得する、請求項１に記載の土壌センサ。
  3. 　前記台座の前記設置面のうちの前記設置面に投影された前記第１ＧＮＤラインで囲まれた領域に配置されると共に、前記土壌の温度を検出する第３検出部（１４０）を含み、
    　前記回路部は、前記第３検出部の検出結果に基づいて、前記土壌の温度を取得する、請求項１または２に記載の土壌センサ。
  4. 　前記台座の前記設置面のうちの前記設置面に投影された前記第１ＧＮＤラインで囲まれた領域に配置されると共に、前記土壌に含まれる水が一対の電極のうちの一方の電極に付着することに伴う前記一対の電極の電位差を検出する第４検出部（１５０）を含み、
    　前記回路部は、前記一対の電極の電位差に基づいて前記土壌のｐＨを取得する、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の土壌センサ。
  5. 　前記台座の前記設置面のうちの前記設置面に投影された前記第１ＧＮＤラインで囲まれた領域に配置されると共に、前記土壌に含まれる水が検出電極に付着することに伴う前記検出電極と参照電極との電位差を検出する第５検出部（１６０）を含み、
    　前記回路部は、前記検出電極と前記参照電極との電位差に基づいて前記土壌の酸化還元電位を取得する、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の土壌センサ。
  6. 　前記第１検出部は、重力方向において異なる位置の前記水分量を取得するために前記台座に複数設置される、請求項１ないし５のいずれか１つに記載の土壌センサ。
  7. 　設置面（１１１、１１３）を有する台座（１１０）と、
    　前記台座に配置された第１信号ライン（１２１）及び第１ＧＮＤライン（１２２）を有する第１検出部（１２０）と、
    　前記台座の前記設置面に配置された第２信号ライン（１３１）及び第２ＧＮＤライン（１３２）と、セラミックス（１３３）と、を有し、前記第２信号ラインの一端部（１３１Ａ）が前記セラミックスに対する一方の電極であり、前記第２ＧＮＤラインの一端部（１３２Ａ）が前記セラミックスに対する他方の電極である第２検出部（１３０）と、
    　前記第１信号ラインの一端部（１２１Ａ）と前記第１ＧＮＤラインの一端部（１２２Ａ）との間に周波数信号を入力すると共に前記第１信号ラインの他端部（１２１Ｂ）に到達する前記周波数信号の立ち上がりの傾きの大きさに基づいて前記台座が配置される土壌（２００）の電気伝導度を取得する一方、前記土壌に含まれる水が前記セラミックスに入ることで変化する前記第２信号ラインの一端部と前記第２ＧＮＤラインの一端部との間の静電容量に基づいて前記土壌の水ポテンシャルを測定する回路部（１７０）と、
    　を含み、
    　前記第１信号ラインは、前記台座の前記設置面に投影された配線パターンが環状の配線パターンであり、
    　前記第１ＧＮＤラインは、前記第１信号ラインに対して間隔を持って配置されると共に、前記台座の前記設置面に投影された配線パターンが前記設置面に投影された前記第１信号ラインの配線パターンで囲まれた領域に配置され、
    　前記第２検出部は、前記台座の前記設置面に投影された前記第１ＧＮＤラインの配線パターンで囲まれた領域に配置される、土壌センサ。
  8. 　前記回路部は、前記周波数信号が前記第１信号ラインの他端部に到達する伝搬時間に基づいて、前記土壌に含まれる水分量を取得する、請求項７に記載の土壌センサ。
  9. 　前記台座の前記設置面のうちの前記設置面に投影された前記第１ＧＮＤラインで囲まれた領域に配置されると共に、前記土壌の温度を検出する第３検出部（１４０）を含み、
    　前記回路部は、前記第３検出部の検出結果に基づいて、前記土壌の温度を取得する、請求項７または８に記載の土壌センサ。
  10. 　前記台座の前記設置面のうちの前記設置面に投影された前記第１ＧＮＤラインで囲まれた領域に配置されると共に、前記土壌に含まれる水が一対の電極のうちの一方の電極に付着することに伴う前記一対の電極の電位差を検出する第４検出部（１５０）を含み、
    　前記回路部は、前記一対の電極の電位差に基づいて前記土壌のｐＨを取得する、請求項７ないし９のいずれか１つに記載の土壌センサ。
  11. 　前記台座の前記設置面のうちの前記設置面に投影された前記第１ＧＮＤラインで囲まれた領域に配置されると共に、前記土壌に含まれる水が検出電極に付着することに伴う前記検出電極と参照電極との電位差を検出する第５検出部（１６０）を含み、
    　前記回路部は、前記検出電極と前記参照電極との電位差に基づいて前記土壌の酸化還元電位を取得する、請求項７ないし１０のいずれか１つに記載の土壌センサ。
  12. 　前記第１検出部は、重力方向において異なる位置の前記電気伝導度を取得するために前記台座に複数設置される、請求項７ないし１１のいずれか１つに記載の土壌センサ。
  13. 　前記第２検出部は、重力方向において異なる位置の前記水ポテンシャルを取得するために前記台座の前記設置面に複数設置される、請求項１ないし１２のいずれか１つに記載の土壌センサ。
  14. 　前記台座は、基板であり、
    　前記設置面は、前記基板の一面（１１１）である、請求項１ないし１３のいずれか１つに記載の土壌センサ。
  15. 　前記台座は、基板であり、
    　前記設置面は、前記基板の一面（１１１）と、前記一面とは反対側の他面（１１３）と、であり、
    　前記第１検出部は、前記基板のうちの前記一面の側と、前記基板のうちの前記他面の側と、の両側に配置される、請求項１ないし１３のいずれか１つに記載の土壌センサ。
  16. 　前記台座の前記設置面に投影された前記第１信号ラインの配線パターンは、第１直線部（１２１Ｃ）と、前記第１直線部と並列に配置された第２直線部（１２１Ｄ）と、前記第１直線部と前記第２直線部とを接続する接続部（１２１Ｅ）と、を有し、
    　前記第１直線部のうちの前記接続部の側とは反対側は、前記第１信号ラインの一端部に対応し、
    　前記第２直線部のうちの前記接続部の側とは反対側は、前記第１信号ラインの他端部に対応し、
    　前記接続部は、前記第１直線部のうちの前記第１信号ラインの一端部に対応する配線パターン及び前記第２直線部のうちの前記第１信号ラインの他端部に対応する配線パターンの側に折り畳まれた配線パターンである、請求項１ないし１５のいずれか１つに記載の土壌センサ。
  17. 　前記台座の前記設置面に投影された前記第１信号ラインの配線パターンは、第１直線部（１２１Ｃ）と、前記第１直線部と並列に配置された第２直線部（１２１Ｄ）と、前記第１直線部と前記第２直線部とを接続する接続部（１２１Ｅ）と、を有し、
    　前記第１直線部及び前記第２直線部のうちのいずれか一方は、蛇腹状の配線パターン部（１２１Ｆ、１２１Ｇ）を有する、請求項１ないし１６のいずれか１つに記載の土壌センサ。
  18. 　前記台座の前記設置面に投影された前記第１信号ラインの配線パターンは、第１直線部（１２１Ｃ）と、前記第１直線部と並列に配置された第２直線部（１２１Ｄ）と、前記第１直線部と前記第２直線部とを接続する接続部（１２１Ｅ）と、を有し、
    　前記第１直線部は、蛇腹状の第１配線パターン部（１２１Ｇ）を有し、
    　前記第２直線部は、蛇腹状の第２配線パターン部（１２１Ｆ）を有する、請求項１ないし１６のいずれか１つに記載の土壌センサ。
  19. 　前記台座及び前記回路部は、一体化されると共に、重力方向に垂直な方向に沿って配置される、請求項１ないし１８のいずれか１つに記載の土壌センサ。
  20. 　前記台座及び前記回路部は、一体化されると共に、前記回路部が前記台座よりも重力方向の上側に位置するように配置される、請求項１ないし１８のいずれか１つに記載の土壌センサ。
  21. 　前記第２信号ラインの一端部及び前記第２ＧＮＤラインの一端部は、前記台座の前記設置面に配置され、
    　前記セラミックスは、前記第２信号ラインの一端部及び前記第２ＧＮＤラインの一端部の上方に配置され、
    　前記第２ＧＮＤラインの一端部は、前記第２信号ラインの一端部に対して間隔を持って配置されると共に、前記第２信号ラインの一端部を囲む配線パターンである、請求項１ないし２０のいずれか１つに記載の土壌センサ。
  22. 　前記セラミックスは、表面（１３４）及び裏面（１３５）を有し、前記裏面が前記第２信号ラインの一端部及び前記第２ＧＮＤラインの一端部の側に配置され、
    　前記第２検出部は、前記セラミックスの前記表面に配置されると共に前記第２ＧＮＤラインに電気的に接続された金属体（１３７）を有し、
    　前記金属体は、前記セラミックスに対する前記他方の電極である、請求項２１に記載の土壌センサ。
  23. 　前記セラミックスは、表面（１３４）及び裏面（１３５）を有し、前記裏面が前記第２信号ラインの一端部及び前記第２ＧＮＤラインの一端部の側に配置され、
    　前記第２検出部は、前記セラミックスの前記表面に配置されると共に前記第２信号ラインに電気的に接続された金属体（１３８）を有し、
    　前記金属体は、前記セラミックスに対する前記一方の電極である、請求項２１に記載の土壌センサ。
  24. 　前記第２信号ラインの一端部は、前記台座の前記設置面に配置され、
    　前記セラミックスは、表面（１３４）、裏面（１３５）、及び側面（１３６）を有し、前記裏面が前記第２信号ラインの一端部の上方に位置するように配置され、
    　前記第２ＧＮＤラインの一部は、前記セラミックスの前記側面に配置され、
    　前記第２ＧＮＤラインの一端部は、前記セラミックスの前記表面に配置される、請求項１ないし２０のいずれか１つに記載の土壌センサ。
  25. 　前記第２ＧＮＤラインの一端部は、前記台座の前記設置面に配置され、
    　前記セラミックスは、表面（１３４）、裏面（１３５）、及び側面（１３６）を有し、前記裏面が前記第２ＧＮＤラインの一端部の上方に位置するように配置され、
    　前記第２信号ラインの一部は、前記セラミックスの前記側面に配置され、
    　前記第２信号ラインの一端部は、前記セラミックスの前記表面に配置される、請求項１ないし２０のいずれか１つに記載の土壌センサ。
  26. 　前記第２信号ラインの一端部は、前記台座の前記設置面に配置され、
    　前記セラミックスは、表面（１３４）、裏面（１３５）、及び側面（１３６）を有し、前記裏面が前記第２信号ラインの一端部の上方に位置するように配置され、
    　前記第２ＧＮＤラインの一端部は、前記セラミックスの前記側面に配置される、請求項１ないし２０のいずれか１つに記載の土壌センサ。
  27. 　前記第２ＧＮＤラインの一端部は、前記台座の前記設置面に配置され、
    　前記セラミックスは、表面（１３４）、裏面（１３５）、及び側面（１３６）を有し、前記裏面が前記第２ＧＮＤラインの一端部の上方に位置するように配置され、
    　前記第２信号ラインの一端部は、前記セラミックスの前記側面に配置される、請求項１ないし２０のいずれか１つに記載の土壌センサ。
  28. 　前記第２信号ラインの一端部は、前記台座の前記設置面に配置され、
    　前記セラミックスは、表面（１３４）、裏面（１３５）、及び側面（１３６）を有し、前記裏面が前記第２信号ラインの一端部の上方に位置するように配置され、
    　前記第２ＧＮＤラインの一端部は、前記セラミックスの前記表面及び前記側面に配置される、請求項１ないし２０のいずれか１つに記載の土壌センサ。
  29. 　前記第２ＧＮＤラインの一端部は、前記台座の前記設置面に配置され、
    　前記セラミックスは、表面（１３４）、裏面（１３５）、及び側面（１３６）を有し、前記裏面が前記第２ＧＮＤラインの一端部の上方に位置するように配置され、
    　前記第２信号ラインの一端部は、前記セラミックスの前記表面及び前記側面に配置される、請求項１ないし２０のいずれか１つに記載の土壌センサ。
  30. 　前記第１信号ラインは、前記台座の前記設置面に沿って延びると共に前記台座の前記設置面を基準とした厚み方向における位置が異なる階層状の配線パターンであり、
    　前記第１ＧＮＤラインは、前記台座の前記設置面に沿って延びると共に前記台座の前記設置面を基準とした厚み方向における位置が異なる階層状の配線パターンである、請求項１ないし２９のいずれか１つに記載の土壌センサ。
  31. 　前記第１信号ライン及び前記第１ＧＮＤラインは、前記台座の前記設置面に垂直な厚み方向において、前記設置面を基準とした深さが異なる、請求項１ないし３０のいずれか１つに記載の土壌センサ。
  32. 　前記第１信号ライン及び前記第１ＧＮＤラインは、前記台座の前記設置面に垂直な厚み方向に振幅が変化する波状の配線パターンである、請求項１ないし３１のいずれか１つに記載の土壌センサ。
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