[發明專利]種植環境水分檢測方法

有效

• 申請號: 201710330609.9
• 申請日: 2017-05-11
• 公開（公告）號: CN108872326B
• 公開（公告）日: 2021-04-27
• 發明（設計）人: 李厚寬
• 申請（專利權）人: 李厚寬
• 主分類號: G01N27/22
• 分類號: G01N27/22
• 代理公司: 無錫市匯誠永信專利代理事務所(普通合伙) 32260
• 代理人: 張歡勇

本發明公開了一種種植環境水分檢測方法，其步驟為先對至少一種植環境樣本進行檢測以取得樣本初始導電度及樣本初始介電常數，且對種植環境樣本注入一定數量的水分以改變其濕度比，然后再次進行檢測以取得復數樣本變化導電度及復數樣本變化介電常數，接著對樣本初始導電度、樣本初始介電常數、各樣本變化導電度、及各樣本變化介電常數進行計算以產生復數對比值，并提取各對比值較為接近的部分以產生至少一回歸值；另外拿取至少一與種植環境樣本相符的待檢種植樣本進行檢測以取得其待檢導電度及待檢介電常數，且對待檢導電度、待檢介電常數、及回歸值進行計算以取得待檢種植樣本的含水率，藉此令本發明達到能夠正確量測土壤水分。

技術領域

本發明涉及一種種植環境水分檢測方法，特別是指一種能夠正確量測土壤水分的種植環境水分檢測方法。

背景技術

按，為了能夠測量土壤的含水率以利智慧化控管、或實時監測等，系有各種不同的習用水分測量方法，而目前技術較為成熟的有時間區域反射法(Time DomainRef lectometry，TDR)、及頻域反射法(Frequency Domain Reflectometry，FDR)。

土壤是由顆粒固體、空氣、和水所組成之混合物，而空氣的介電常數約為1，水的介電常數約為80，因此土壤的介電常數會隨著其含水量的不同在1～81間變化；但是經實際實驗檢測發現，土壤會隨著施肥度的不同影響其導電率，且當其實際含水率到達一定程度時，會與習用水分測量方法所測量的含水率有所誤差，并誤差值會隨著含水率增加而增加。

舉例來說，FDR所測出的土壤介電常數(dielectric constant)為K，它包含了實部和虛部，公式定義為：K＝K’-i(K”+σ_dc/2πfε₀)。

其中K’和K”分別代表介電常數的實部和虛部；σ_dc是電導率；ε₀是在自由空間(真空)的介電常數＝8.85×10_-12m_-3kg_-1s⁴ A²；f是刺激訊號的頻率，由此可知當σ_dc很大的時候會造成很大的測量誤差。

而「Topp經驗公式」計算出介電常數為ε的溶液的等效土壤體積含水率，標定傳感器及評價傳感器的性能，其公式為：Θ_ν＝-5.3x10^-2+εx2.92x10^-2-ε²x5.5x10^-4+ε³x4.3x10^-6，且Θ_ν為溶液的等效土壤體積含水率，雖「Topp經驗公式」可以在土壤完全不導電的狀態下，藉由介電常數的實部K推得土壤濕度，但一般種植的壤土電導率不可能為零(肥料會增加土壤導電度)，故「Topp經驗公式」會因有所產生誤差而無法直接適用。

此外，加以解說土壤電導度(施肥度)[EC(dS/m)]對FDR量測介電常數[K]的影響，于相同的土壤飽和萃取液(土壤:水＝1:5)中加入不同濃度的氯化鈉(NaCl)來調控土壤的σ_dc(電導率)且將以量測，并將量測結果列表及繪圖：

得清楚看出各飽和土壤水溶液經FDR所測得的各介電常數[K]和各導電度[EC(dS/m)]及其關系，且可于圖8中產生一回歸曲線，其公式為：

K(Dielectric Constant)＝78.19+1.88*EC(dS/m)+0.35*(EC(dS/m)-2.6)^2

R²＝0.973