管式土壤墒情监测仪：根系层水热动态的剖面级原位感知

一、产品概述

托普云农TPGSQ-4管式土壤墒情监测仪是一款面向农田根系层水文过程观测的原位自动监测装备。设备以刚性PVC测管为载体，沿垂直方向集成多组分层传感节点，标配四层土壤水分与土壤温度传感器，可对表土至深层根区的体积含水率（VWC）与土壤温度进行同步、连续、非破坏性采集。

仪器采用全密封结构（IP67防护），支持太阳能、220V市电及内置长效锂电三模供电，通过4G/2G或RS485方式上云，配套墒情管理平台与移动端APP，适用于高标准农田、设施农业、果园茶园、旱作农业及农业水文长期定位观测场景。其核心价值不在于“单点读数"，而在于把土壤墒情从平面离散采样还原为可回溯的垂直剖面过程。

二、工作原理

TPGSQ-4基于频域反射（FDR）原理，可选时域传输（TDT）作为校验路径。干燥矿物土壤介电常数较低，液态水介电常数显著更高，土壤湿润程度直接影响高频电磁波在介质中的响应特征。

探管内分层节点向周向土壤发射高频电磁场，通过谐振频率偏移或复阻抗变化获取表观介电常数，再经Topp经验方程及按土壤质地、容重、盐分修正的本地化模型，反演各层体积含水率。同步集成的铂电阻温度传感器（Pt100/Pt1000级）对各层土温实时采集，并对介电常数做温度补偿，削弱冻融、季节热漂移带来的偏差。

工程安装上，采用预钻孔埋管、孔壁回填原土泥浆排除空气间隙、管口与地面齐平、静置24–48h后启采的方式，保证传感器与原状土紧密耦合，降低接触界面引入的系统误差。

三、核心检测指标

基础检测参数

土壤体积含水率（VWC）：反映各层实际持水状态

土壤温度：表征地温动态、冻融过程与积温条件

可选电导率（EC）：辅助判断盐渍化与施肥后水盐迁移（盐碱地需做盐分补偿）

剖面与结构能力

分层同步测量：标配4层，可按需扩展至8层或按≥10cm间距定制

监测深度：标准覆盖0–70cm，可定制至2m根区

原位连续观测：分钟级至小时级采样（通常5min–12h可配）

垂向分辨率可控：区分表土蒸发层、中层储水层与深层根吸层

四、功能特点

1、管式土壤水分测定仪采用全密封结构，防水IP67，PVC外壳，可长期放置于田间、土地中进行不间断测量。

2、不同深度土壤参数同时监测，监测深度最深达2米，深度可以定制。

3、长度根据检测段位需求确定；智能定位防盗，内置GPS，实时经纬度地理位置信息通过4G/5G网络方式发送到后台。

4、通讯方式灵活，可选4G/5G或RS485通讯方式。

5、开放数据接口，便于根据需要获取数据。

6、低功耗设计，三种外部供电方案：太阳能供电、220V供电及内置长效锂电池持续供电。7、振动防盗：内置振动传感器，当设备发生振动、移除等外力操作时设备立即自动向APP端推送报警信息。

8、标配四层土壤温度和土壤水分传感器。

9、自带数据管理云平台和APP，可通过网页或手机查看数据。

管理云平台功能：

1、自带仪器云管理平台包含C/S架构，可将所有便携式设备及在线设备数据进行汇总分析，数据备份防丢失，查看操作方式包括网页端及手机端（安卓/苹果系统均可用）。

2、显示每种传感器采集到的数据、检测时间、采集地点GPS坐标信息。

3、数据可通过4G/5G网络方式或者USB数据线导入方式上传至管理云平台。平台内数据可下载，分析，打印。

4、平台支持设备数据存储，提供足够容量可长期保存。

5、平台为设备数据提供曲线与表格等报表形式，且数据可导出与导入。

6、平台可以结合数据进行报表制作，报表打印，报表导出功能。

7、软件可在线升级。

五、适用应用场景

精准灌溉管理：依据20–60cm根区含水率动态调控滴灌、喷灌启停，避免地表湿而根层干的隐性干旱。

大田与高标准农田：稻麦玉米全生育期墒情档案建立，支撑灌溉定额与抗旱调度。

设施农业与果园茶园：浅根蔬菜与深根果树分区分层设阈值，降低渍涝与裂果风险。

旱作与半干旱区：监测降雨入渗锋面、土壤水库变化，服务集雨补灌与保墒评价。

盐碱地改良：水盐同图观测，量化压盐、洗盐过程中深层迁移与脱盐效率。

农业水文与生态科研：提供SPAC系统水分运移、蒸散拆分、冻融过程所需的长序列剖面数据。

边坡与地质灾害辅助监测：深层饱和度异常可作为滑坡、泥石流风险判据之一。

六、科研价值与系统意义

在科研层面，TPGSQ-4解决了传统烘干法破坏原状结构、单点探针缺乏垂向代表性的问题。其连续剖面序列可支撑根系层吸水模型、土壤水分特征曲线校验、Penman-Monteith蒸散拆分及作物需水函数构建，是智慧育种、气候韧性农业与流域水文模型的基础数据入口。

在产业层面，设备把“经验灌水"转为“根区数据驱动"，通过旱情分级、灌溉处方与平台化管控，提升水资源利用效率，减少深层渗漏与养分淋失。作为天空地一体化农业感知网络的地下节点，它与多光谱无人机、气象站、虫情站共同构成多源协同的农田数字底座，保障涉农数据可追溯、可复算、可决策。

总结

TPGSQ-4管式土壤墒情监测仪以介电测量与分层原位感知为基础，将土壤水热状态转化为带深度、时间与坐标属性的连续数据。它不替代农学判断，而是让灌溉、抗旱与土壤管理拥有更细的垂向分辨率和更稳的长期观测能力，在科研建模与规模农业生产中同时承担“剖面听诊器"与“决策数据源"的角色。

浙江托普云农科技股份有限公司专业研发生产供应（销售）管式土壤墒情监测仪，厂家直销，欢迎新老用户了解咨询！