土壤孔隙度在线监测

时间：2025-11-26 涉川

一、产品概述
S-CGKX 土壤孔隙度传感器是一款专为土壤结构分析与精准农业设计的高精度检测设备，用于实时测量土壤孔隙率（即土壤中空隙体积与总体积的比例）。
该传感器可广泛应用于农田结构分析、生态修复工程、土壤物理研究、节水灌溉系统及气象观测等领域，帮助用户评估土壤的通气性、透水性及耕层紧实程度。
设备采用高灵敏度探针结构与数字信号采集技术，结合电学阻抗算法，可在复杂环境中稳定工作，实现长期无人值守的数据监测。支持模拟信号与RS485数字输出，可无缝对接物联网采集主机或远程监控平台。

二、功能特点

高精度检测
采用电阻抗分析技术，可精准计算土壤孔隙度，精度高达 ±1%～±2%，满足科研与工程应用需求。
快速响应，实时监测
响应时间小于1秒，可实时捕捉土壤结构变化，用于动态监测和数据建模分析。
宽温适应性
工作温度范围 -40°C～+80°C，可在高寒、高温及高湿环境下稳定运行。
多种信号输出
支持模拟电压输出（0～5V）与数字信号接口（RS485/RS232），兼容性强，适配多种采集设备。
多环境适用
支持0～100%RH湿度条件下工作，防尘防水结构设计，适用于野外及长期固定监测点。
低功耗设计
DC 5～12V宽压供电，功耗低，可选太阳能或蓄电池供电，适合无人值守应用场景。

三、监测原理
S-CGKX 土壤孔隙度传感器基于电学阻抗测量原理。
传感器插入土壤后，在电极之间形成电场。
土壤中空气、水分与固体颗粒比例不同，导致介电常数与电阻率变化。
通过对这些信号进行高频采样与算法拟合，可实时计算出土壤总体积中空隙体积的占比，即孔隙度（%）。
测得的孔隙度可反映：

土壤通气与排水性能；
根系生长与渗透性条件；
机械压实或雨后紧实变化趋势；
灌溉与耕作优化参数。

四、技术参数

项目	技术指标
测量原理	电学阻抗法
测量范围	0% ～ 100%
测量精度	±1% ～ ±2%
分辨率	0.1%
响应时间	＜1 秒
工作温度	-40°C ～ +80°C
工作湿度	0 ～ 100% RH
供电电压	DC 5V ～ 12V
输出信号	模拟电压（0～5V） / RS485 / RS232
信号协议	Modbus-RTU 或 ASCII
探针材质	不锈钢或防腐合金
防护等级	IP67（防尘、防水）
安装方式	插入式 / 固定式
功耗	≤0.2W

五、应用行业

精准农业与智慧农田系统
土壤结构与物理性质研究
农业气象与环境监测
水土保持与生态修复项目
灌溉系统优化与排水分析
土壤耕作与压实评估工程

六、安装与使用方法

安装位置选择
选择代表性土壤区域，避开石块、树根或排水沟。
插入深度
按监测需求确定埋深，一般建议10～30cm。
信号接入
将输出线连接至采集主机（支持RS485或模拟输入）。
供电方式
可使用12V市电、蓄电池或太阳能供电。
数据读取
启动系统后即可实时查看孔隙度数据。
维护与校准
建议每6个月进行一次数据比对与探针清洁。

七、使用场景

农田土壤通气性长期观测；
灌溉区土壤结构改良效果验证；
林区地表土壤结构监控；
温室实验土壤孔隙变化试验；
结合土壤湿度传感器形成“湿度—孔隙度”联合分析模型。

八、效果分析
通过多点分布式部署S-CGKX孔隙度传感器，可形成空间分布数据模型，支持：

不同深度土层孔隙度梯度分析；
季节性压实变化趋势预测；
耕作管理与施肥方案优化；
与温湿度、氮磷钾传感器组合，实现精准土壤健康诊断。

系统长期稳定，数据误差低，适合科研、生产及智慧农业平台应用。

九、执行标准与规范

GB/T 20484-2017 《地面气象观测规范》
GB/T 42061-2022 《土壤参数在线监测技术条件》
QX/T 61-2007 《气象传感器技术要求》
GB/T 50123-2019 《土工试验方法标准》

十、参考文献

中国农业科学院，《农田土壤物理特性自动监测研究》
国家气象中心，《地表土壤参数观测与建模手册》
GB/T 50123-2019，《土工试验方法标准》

分享到

上一篇：废水在线监测方案下一篇：土壤容量在线监测方案