水田の高度水管理システムに利用できる安価な微小水位センサ

水田の高度水管理システムに利用できる安価な微小水位センサ

タイトル水田の高度水管理システムに利用できる安価な微小水位センサ
要約大区画水田の高度水管理システムにおいては、田面湛水位を検出して制御するが、市販のTDR水分センサを微小水位センサとして利用したところ、±6mm以内の誤差で高精度に計測でき、取り扱い易く、安価(約5万円)である。
担当機関愛知県農業総合試験場 経営環境部 農業土木研究室
連絡先0561-62-0085
区分(部会名)関東東海農業
専門基幹施設
研究対象農業工学
分類研究
背景・ねらい大区画水田の高度水管理システムにおいては、稚苗時の2~3cmから深水かん水時の20cm前後までの田面湛水位を検出して制御する必要があるが、電気的出力を持つ既存のセンサは高価(比較的安価な投げ込み式水圧センサで約20万円、精度は測定範囲3mで±0.3%の±9mm)なため、今後の実施場面での問題点となっている。最近、土壌水分計測用の安価(約5万円)なTDR水分センサが市販されているので、田面での微小水位センサとして利用できるかを検討する。
成果の内容・特徴
  1. TDR式土壌水分計は、数GHz電磁波を発生させてロッドに送り込み、反射波形を分析することによって土壌水分を計測する。供試したCAMPBELL社のCS615水分センサは、電磁波発生器と波形分析器を内蔵しており、2.5 Vの矩形波の周波数信号を直接出力する。
  2. 供試市販センサは、本体にステンレス製の直径3.2 mm、長さ30cmの2本のロッドが接続されており、損耗部分がないので長期的に安定した計測が期待できる。
  3. 本センサの水位計測可能範囲と精度は、市販センサを溶接又は切断して60~10cmのロッド長で試験したところ、40~10cmでは水位の上昇と下降によるヒステリシスもなく計測できたが、45cm以上ではヒステリシスが生じて計測できなかった(図1)。また、ロッド長30cmのセンサにおける測定精度は、±6mm以内の誤差であった。
  4. 現場での田面湛水位の測定は、次の2通りを提案する(図2)。
    ①センサを保護管に入れ、30cmロッド長全体で直接水位を測定する。
    ②ロッド長30cmの先端10cmを土壌に突き立て、ロッド上部20cmで田面湛水位を計測する。
成果の活用面・留意点
  1. 検定は、市販センサに個体差があるので、センサ毎に行う必要がある。
  2. センサの本体部分は電子回路を内蔵しているため遮光する。
  3. 水温の影響が若干あるので、精密な計測を必要とする場合は温度補正を行う(メーカーの検定式を参照)。
具体的データ
図表
図表
予算区分県単
研究期間1998~2000
発行年度1998
収録データベース研究成果情報

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