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土壤电导率测量解决方案

发布日期:2021-03-27

1.研究背景:

土壤是构成生态系统的一个基本要素之一,是人类赖以生存的物质基础。对土壤环境监测分析至关重要,在土壤分析中含盐量是一个重要的综合指标。而土壤电导率是以数字形式表示土壤溶液的导电能力,反映了土壤的水盐状况。

2.研究目标:

土壤电导率是测定土壤水溶性盐的指标,而土壤水溶性盐是土壤的一个重要属性,是判定土壤中盐类离子是否限制作物生长的因素。土壤中水溶性盐的分析,对了解盐分动态,对作物生长的影响以及拟订改良措施具有十分重要的意义。

3.理论概述:

3.1  电导法测定原理:

土壤水分温度电导率通过发射高频电磁波测量介电常数,从而可以计算出土壤水分含量和电导率。高频电磁波同时测量被测物的电容和电导特性。电容特性反映土壤水分含量,电导特性反映土壤的含盐量。温度是通过标定过的电热调节器内嵌在探头中进行测量。

土壤中土壤和空气的介电常数很小,而水的介电常数很大。因此如果土壤水分含量增加,则反映土壤水分特性的电容部分(取决于真实介电常数)会相应增加。通过利用适当的标定曲线关系,介电常数和水分的关系会直接表示出来。

纯水,土壤颗粒,空气具有很小的介电常数。日常生活中,自然界和人类会将盐(例如:施肥等)溶解到土壤中的水中。这些溶解的盐增加了土壤水中的电导特性。通过测量土壤的电导特性及电容特性的反应,即可测得土壤的含盐量。

湿地介电常数是一个很小的值,但它有很大的意义。它会受到土壤温度的影响。通过对土壤温度的测量可以有效的进行温度补偿,从而消除温度对测量的影响。

3.2  相关概念:

饱和土电导率:一般由土颗粒电导率,孔隙水电导率以及颗粒表面电导率组成。

孔隙水电导率:可以直接反应土体中污染物离子浓度。在一定温度下,含水率和孔隙水电导率是土体电导率的2个决定性因素。当污染物离子进入土体时,孔隙水电导率会发生明显改变,那么测量含水率和土体电导率就可以得到孔隙水电导率,从而监测土体的污染情况。

介电常数:又称电容率,以ε表示,ε=εr×ε0,ε0为真空优良介电常数,ε0=8.85×10-12F/m。需要强调的是,一种材料的介电常数值与测试的频率密切相关。

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