中國管:簡介在多年來管式土壤水分感測器一直被國外廠家壟斷的情況下，中國 -百科知識中文網

簡介

在多年來管式土壤水分感測器一直被國外廠家壟斷的情況下，中國的土壤水分感測器廠家通過自主創新，摒棄國外管式土壤水分感測器不能適應中國地形複雜、全國氣候差異巨大、難以規模化安裝實施等特點，創新研發生產出了具有下面特點的管式水分儀，稱為“中國管”。

“中國管”特點

低能耗、集成一體化

即物聯網通訊終端、數據存儲和處理單元、多深度水分及溫度感測器、高性能電池在一個管中集成；低能耗，可用太陽能電池供電，無外部供電工作時間超過30天；

精度和穩定性

精度達到正負2%以下，含同位溫度校準；穩定性達到0.05‰；

安裝及實施

15分鐘現場操作，無土壤擾動，無需現場校準，智慧型啟停，極大降低人力需求；

環境保護

工作期間對環境無污染；設備撤場後對環境無殘留污染；

大數據支持

產品生命期數據完整記錄及備份，支持大數據分析及移動設備訪問；

智慧財產權

跟國外產品在智慧財產權上無現實的和潛在的衝突，能夠對核心特性的智慧財產權進行保護。

“中國管”土壤水分儀的優勢

數據的代表性

典型的插針式感測器感應的土壤範圍是直徑125毫米、高為200毫米的圓柱體，而“中國管”的感應範圍是外徑637.5毫米、壁厚250毫米、高為250毫米的管柱體。導管式感應範圍是插針式的31倍，表性就提高了30倍。再考慮到土壤水分的不一致性，導管式的測量方式顯得“靠譜”多了。

最低的土壤擾動

插針式的特徵是外露的鋼針，導管式是指感測器全封閉於一個管中的墒情儀。鋼針長期使用會變形、表面會有腐蝕或者污染，而且當插針式要成組多點套用的時候就涉及複雜的連線，實施時需要在土壤中挖一個深坑掩埋，安裝時如此維護時也需要同樣的工作。由此產生的是設備的不可靠、安裝和維護時對被測對象的徹底干擾，工作量和人員因素影響大。而導管式水分儀，打一個洞在地上，插入設備，無論單點還是多組，程式都是一樣的，土壤擾動降到最低，設備長期使用中感測器件不會受到腐蝕或者污染，基本無人員因素干擾。

數據的精度及穩定性

插針式是半數位化的，導管式是全數位化設計的。插針式從感測探針到數模轉換模組之間傳輸的是十分微弱的模擬量，這一段就十分容易受到外界信號干擾，影響解析度、可靠性和準確性。而對於導管式的水分感測器，感測器出來的頻率信號直接轉數位化，這使得受干擾的機會就沒有了，所以導管式既能保證高解析度又能保證高可靠性和100%傳輸準確性。因而導管式可以徹底消除困擾插針式用戶多年的“數據突跳”及“變濕不變數”問題。

“中國管”數據的準確性及穩定性案例

下表為河北保定冉莊水文試驗站在2013年底用烘乾法做的與感測器對比數據。數據對比了20厘米，50厘米和80厘米三個土層的結果顯示，感測器的輸出數值在穩定的有規律的變化，而烘乾法數值則由於實驗誤差引起毫無規律的波動。

“中國管”的使用壽命

“中國管”土壤水分、溫度檢測儀採用全封閉結構，整體設備在插入土壤部分滿足IP68防護級別，地上部分滿足IP67防護級別。感測器的電子元器件內置於高強度的防護材料之中，與土壤不發生直接接觸。內置可反覆充電的磷酸鐵鋰電池，電池具有獨特的電池防護設計。
在防雷方面，由於傳統的RTU支架高出於地面數米，且大部分金屬構件直接暴露在空氣中，有眾多被雷擊的案例。

“中國管”數據的防盜

當把土壤水分儀長期固定安裝在田間後，在沒有圍欄、農場保全等外部保護的情況下，在有被盜的潛在風險時，“中國管”主要從以下幾個方面考慮防盜問題。
靠一個人的力量並不能將“中國管”土壤水分、溫度檢測儀從地面拔出來。尤其是在土壤濕度較大、壤土、粘性土的情況下。只有在兩個或以上的人數，通過使用繩子，抬槓，垂直往上的用力，才能將“中國管”從土壤中拔出來。
在有農作物正常生長的地塊，當農作物高於18厘米時，農作物都會把水分儀遮蓋，植物長得茂密時，感測器更不容易被發現。
無開關的設計模式，實時的智慧型數據監控，當設備由土壤中拔出地面後，設備仍然正常傳送數據，但採集到的含水量數據均為0。當設備數據採集間隔為1小時時，可以在一小時以內發現設備被盜。
另外，可以採用偽裝，保護色的方式將設備地上部分塗刷成與環境一致的顏色進行防盜。但這種做法需要留心記住感測器所在的位置，避免發生感測器的主人也找不到感測器的情況發生。

“中國管”的人性化設計

①現場安裝時間小於15分鐘
現場部署安裝時間小於15分鐘，極大降低人力需求。“中國管”的安裝現場，客戶僅需要做兩件事情：使用“中國管”配套的取土鑽鑽孔取土；將“中國管”插入土壤中
②多樣化數據通訊方式
“中國管”土壤水分、溫度監測儀有以下3大類通訊方式可供選擇：
A.全網支持移動、聯通、電信GPRS無線通訊；B.RS232通訊，通訊距離：5米；C.CAN通訊，通訊距離：大於500米⑧可持續性
③免現場校準模式
“中國管”土壤水分、溫度監測儀都過出廠校準的模式，使各支感測器的性能參數保持高度的一致性，進而在客戶提出做土壤參數率定需求時，Insentek通過使用其他通規格的感測器就能完成土壤參數率定工作。
④無開關設計
無開關的產品設計，把現場安裝人員的操作環節及對人員的素質需求降到了最低，通過遠程模式智慧型控制“中國管”土壤水分、溫度監測儀的工作和停止。
⑤智慧型檢測燈
“中國管”土壤水分、溫度監測儀上安裝有一智慧型按鈕檢測燈，當現場安裝人員按按鈕檢測燈時，如果燈亮，說明設備狀態正常，同時進行一次數據測量傳送工作。
⑥內外結合的供電方式
磷酸鐵鋰電池內部供電（+3.3VDC）（GPRS通訊模式）或外部+12VDC供電（串口通訊）。

“中國管”的客戶數據獲取方式

“中國管”手機端軟體
“中國管”土壤水分、溫度監測儀配套手機端app，目前手機端app支持安卓4.0及以上系統。通過手機app可以完成實時數據列表瀏覽、數據圖表瀏覽、設備定位。
“中國管”網頁版界
“中國管”土壤水分、溫度監測儀網頁版數據入口地址為：www.insentek.com。正在開發中。開發完成後，客戶通過網頁輸入賬號、密碼即可查看瀏覽土壤分數數據及圖表分析。
“中國管”的PC端軟體
本系列文章中黑色背景的土壤水分曲線圖，均為“中國管”PC端軟體界面截圖。

“中國管”土壤水分曲線圖

1、土壤水分含量隨灌溉、降雨變化的曲線圖