时域反射法(TDR)大家听起来比较陌生，它是土壤水分变送器常用的一种工作原理。时域反射法是利用电磁波在不同介质中的传播速度的差异来测定土壤含水率的一种方法。
时域反射法论模型早在1939 年就已建立,最初用于电信业查找电缆断点。用于土壤含水量的监测,是由加拿大科学家于1980 年首次提出，并于1985 年用于农田水分测定。但任何种类的时域反射法都不能直接测得土壤水分含量，都是通过测定土壤的介电常数来计算土壤水分含量。
介质的介电常数ε可用以下公式计算:ε = { ( L a / V p ) / L} 2
其中V p 为相对于真空中电磁波传播速度的相对速度, L 为电缆长度, L a 为电缆测试器上所表示的表面电缆长度。V p 值在一般使用的聚乙烯同轴电缆的情况下取0. 66 ,但在进行土壤水分测定时,为了最大限度地利用反射波型测试仪(cable test ) 的分界能,通常将转换开关设置在0. 99 。
由于土壤介电常数ε与体积含水率θ (m3 / m3 )之间不受土壤和探针电极的接触状态、温度、溶质的存在、溶重、土壤结构、土性及磁滞现象等的影响,始终存在如下关系式( Topp et al . , 1980) :θ = – 5. 3 ×10- 2 + 2. 92 ×10- 2ε-5. 5 ×10- 4ε2 + 4. 3 ×10- 6ε。
土壤水分变送器 适用于科学试验、节水灌溉、温室大棚、花卉蔬菜、草地牧场、土壤速测、植物培养、污水处理及各种颗粒物含水量的测量。土壤水分变送器测量精度高，性能可靠，受土壤含盐量影响较小，可适多种种土质。
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