Sensor de domínio de frequência - Frequency domain sensor

O sensor de domínio de frequência ( FD ) é um instrumento desenvolvido para medir o teor de umidade do solo . O instrumento possui um circuito oscilante, a parte sensora do sensor está embutida no solo e a frequência de operação dependerá do valor da constante dielétrica do solo .

Tipos de sensores

• Sonda de capacitância ou sensor de capacitância de franja. Sondas de capacitância usam capacitância para medir a permissividade dielétrica do solo. O volume de água no volume total do solo influencia mais fortemente a permissividade dielétrica do solo porque a constante dielétrica da água (80) é muito maior do que os outros constituintes do solo (solo mineral: 4, matéria orgânica: 4, ar : 1). Assim, quando a quantidade de água muda no solo, a sonda mede uma mudança na capacitância (a partir da mudança na permissividade dielétrica) que pode ser diretamente correlacionada com uma mudança no conteúdo de água. Os circuitos dentro de algumas sondas comerciais mudam a medição da capacitância para uma saída proporcional em milivolts. Outras configurações são como a sonda de nêutrons, onde um tubo de acesso feito de PVC é instalado no solo. A sonda consiste em uma cabeça sensora em profundidade fixa. A cabeça sensora consiste em umcircuito oscilador , a frequência é determinada por um eletrodo anular, um capacitor de efeito de franjae a constante dielétrica do solo.
• Sensor de impedância elétrica , que consiste em sondas de solo e usando medição de impedância elétrica. A configuração mais comum é baseada no princípio da onda estacionária (Gaskin & Miller, 1996). O dispositivo compreende um oscilador sinusoidal de 100 MHz , uma linha de transmissão coaxial de impedância fixa e fios de sonda enterrados no solo. O sinal do oscilador é propagado ao longo da linha de transmissão para a sonda de solo e, se a impedância da sonda for diferente da linha de transmissão, uma proporção do sinal incidente é refletida de volta ao longo da linha em direção à fonte do sinal.

Benefícios e limitações

Em comparação com o refletômetro de domínio do tempo (TDR), os sensores FD são mais baratos de construir e têm um tempo de resposta mais rápido. No entanto, devido ao complexo campo elétrico ao redor da sonda, o sensor precisa ser calibrado para diferentes tipos de solo. Alguns sensores comerciais foram capazes de remover a sensibilidade do tipo de solo usando uma alta frequência.

Referências

• Gaskin GJ, Miller JD 1996. Medição do conteúdo de água do solo usando uma técnica de medição de impedância simplificada. Journal of Agricultural Engineering Research 63, 153-160.
• Campbell CS, Campbell GS, Cobos DR2004. Resposta do sensor dielétrico de umidade de baixo custo à variação da temperatura. Eos Trans. AGU, 85 (17), Jt. Assem. Supl. Resumo NS44A-05.