当社が特別に開発したセンサーは、土壌の水分含有量、水張力、温度、電気伝導率を測定します。これらの測定値は、例えば土壌の挙動や土壌内部のプロセスをより深く理解するだけでなく、土壌の肥沃度を評価し、植物の生育と水分要求量を評価するために使用されます。
テンシオメーター
テンシオメーターは、土壌水が受ける圧力を測定するための測定機器です。この圧力は張力、吸引張力、あるいは水張力と呼ばれます。電位の概念の観点から見ると、張力はマトリックスが水に及ぼすすべての影響を表すため、マトリックス電位（旧称、毛細管電位）と呼ばれます。
張力は土壌の水分含有量、すなわち土壌水分と密接に関係しています。土壌が乾燥しているほど、張力は高くなります。地下水面では張力はゼロです。土壌の水分含有量と張力の関係は土壌の特性によって異なり、土壌ごとに異なります。
張力は土壌の水分含有量、すなわち土壌水分と密接に関係しています。土壌が乾燥しているほど、張力は高くなります。地下水面では張力はゼロです。土壌の水分含有量と張力の関係は土壌の特性によって異なり、土壌ごとに異なります。
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テンシオメーターは何に使用されますか？
この張力は、植物が根を通して土壌から水分を奪うためにかける力に相当します。そのため、実際にはテンシオメーターは灌漑制御だけでなく、地球温暖化の影響評価にも用いられています。さらに、土壌内の異なる2点における張力の差が、土壌水分移動の駆動力となります。
この勾配をテンシオメーターで測定することで、土壌中の水の動きを、流れの方向と速度の観点から評価することができます。テンシオメーターによる測定は、地域や生態系の水収支を包括的に分析する上で不可欠です。 テンシオメーターはどのように機能しますか？
テンシオメータは、気密に密閉され、水で満たされた測定体積、圧力を検出するユニット、そして多孔質で透水性の部品で構成されています。通常、これらの部品はセラミック製のテンシオメータカップです。作業範囲に応じて、プラスチック膜、焼結プラスチック、または焼結ガラスが使用される場合もあります。多孔質セラミックカップの細孔は水で満たされ、テンシオメータ内部の測定体積の水とテンシオメータ外部の土壌中の水を繋ぎます。
2つの水体を接続することで、テンシオメータ内の圧力条件は常に周囲の土壌の水の圧力条件に合わせて調整されます。土壌が乾燥すると、多孔質テンシオメータカップの細孔を通して測定体積から土壌に水が流れ込み、テンシオメータ内に負圧が発生します。圧力を均衡させる水の流れは、測定体積内の負圧が周囲の土壌の負圧と一致するまで続きます。降雨や灌漑などによって周囲の土壌が再び湿潤すると、周囲の土壌の負圧が低下し、土壌から測定体積に水が流れ込み、測定体積内の負圧が再び減少します。 マノメーターまたは電子式圧力トランスデューサーは、測定体積内の圧力を測定します。テンシオメーターの種類と設計に応じて、圧力は手動で読み取るか、自動的に取得されます。この場合、読み取りユニットと記憶ユニットはテンシオメーターに内蔵することも、外部から取り付けることもできます。テンシオメーターは、多孔質テンシオメーターカップが地下水面とちょうど同じ高さにあるときに測定圧力がゼロになるように校正されています。 |
どのような条件下で使用できますか？
動作原理に基づき、従来の水入りテンシオメータの測定範囲は物理的に制限されています。約 100 kPa の負圧で、テンシオメータ内の水は気相に変化します。測定条件によっては、この点はより早く発生する場合もあれば、沸騰の遅延によって遅れる場合もあります。この瞬間から、圧力変化は土壌内の水から伝達されなくなります。2 つ目の物理的限界は、セラミックの空気流入点によって定義されます。この点に達すると、負圧が十分に高くなり、セラミックの最大の細孔から空気が吸い込まれます。細孔は通気されます。この時点でシステムは気密ではなくなり、負圧が急激に低下します。その後、張力はほぼゼロになり、負圧を再び発生させることはできません。
テンシオメータの測定範囲の上限は、いずれか早い方に到達したポイントで定義されます。この張力を超えて測定範囲外に出ると、テンシオメータは動作を停止します。これは、テンシオメータの「乾燥」と呼ばれます。テンシオメータの機能を回復するには、水を補充する必要があり、周囲の土壌の張力がテンシオメータの測定範囲内でなければなりません。UGT GmbH のフルレンジテンシオメータなどの一部のシステムはこれらの制限に縛られず、革新的な動作原理により乾燥することはありません。UGT テンシオメータのセラミックの空気入口ポイントは、デフォルトで少なくとも 85 kPa です。この値はセラミックごとにわずかに異なり、最大細孔サイズに加えて、セラミックの状態や水に溶解している物質にも依存します。したがって、測定範囲の上限として最小値のみが記載されています。測定ではこの値を超える場合があります。 テンシオメータが正しく機能するためのもう一つの前提条件は、正しい設置です。土壌の空隙系と多孔質部が接続されるためには、多孔質部が土壌と良好に接触している必要があります。テンシオメータは、可能であれば湿った土壌に設置する必要があります。事前掘削による設置の場合、掘削孔の直径は多孔質部の直径よりわずかに小さくする必要があります。多孔質部がセラミック製の場合、セラミックにかかる機械的な力は可能な限り低く抑える必要があります。土壌中の石などの障害物は、セラミックに亀裂や破損を引き起こし、システムの気密性が損なわれ、機能しなくなる可能性があります。 |
水分センサー
土壌水分とは、土壌の水分含有量（含水率とも呼ばれます）のことです。つまり、特定の時点における土壌に含まれる水分の量です。当社の各種センサーは、重量基準または体積基準の水分含有量を、比例または体積％で測定します。土壌水分センサーを設置する際は、測定ロッドが周囲の土壌にしっかりと接触していることを確認してください。土壌とロッドの間に空気が入った空洞があると、測定結果に歪みが生じます。プローブよりも細いロッドを備えた挿入ツールを使用すると、設置が容易になり、良好な接触が得られます。
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土壌水分を測定する目的は何ですか?
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