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インピーダンス測定法による土壌中水分および物質移動のリアルタイム追跡装置の開発

阻抗测量法土壤水分传质实时跟踪装置研制

基本信息

批准号：
07750641
负责人：
米田稔
金额：
$ 0.58万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1995
资助国家：
日本
起止时间：
1995 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、インピーダンス測定法による土壌中水分および物質移動のリアルタイム追跡装置の開発のために様々な実験的検討を行い次のような結果を得た。(1)本研究では、測定システム全体をコンピューター制御した、土壌カラムのインピーダンス測定システムを作成することにより14個の電極におけるインピーダンスに関するパラメータの値や含水率などを、約5秒で測定し直ちにそれらのカラム深さ方向の分布を画面上に表示することができる、きわめて有効な測定システムを構成した。(2)様々な温度でのインピーダンスの測定値と含水率や誘電率との関係を求めることにより、土壌のサセプタンスが含水率と線形関係にあること、土壌のコンダクタンスが土壌溶液の導電率と含水率それぞれと線形関係にあることを示した。またこの結果に基づき、土壌のインピーダンスの値をあらわす理論式を導き、実験データを用いた比較検証を行うことにより、20℃付近の温度においては比較的よい結果を得た。(3)土壌の質の違いがインピーダンスの測定値に及ぼす影響を見るため、土壌の粒径を変えた場合と、ガラスビーズを用いた場合について、温度コントロール条件下において実験を行った。その結果、粒径590〜850μmの実験においては、理論値との一致が見られたが、特に粒径が細かい場合には、理論値からはずれる傾向が見られた。(4)本研究では、土壌の持つインピーダンス特性の定量的モデル化に基づいた、簡便な検量線作成方法について検討し、カラムに精製水を満たしインピーダンスを測定することによって、カラムの形状係数を求める方法を提案した。そしてこの方法を実測データに適用することにより、体積含水率が、数%程度の誤差の範囲で求められることを示した。

The results of this study were obtained from the investigation of the development of a tracking device for the determination of moisture and material movement in soil. (1)In this study, the measurement system is composed of 14 electrodes, and the water content is measured in about 5 seconds. The distribution of the water content is shown on the screen. (2)The relationship between temperature, water content, conductivity and linear relationship between temperature, water content and linear relationship between conductivity and water content of soil solution is shown. The results of this study are based on the theoretical formula and the comparison between the two methods. (3)The quality of the soil is determined by the value of the soil and the influence of the soil on the particle size. The results show that the particle size is 590 ~ 850μm, and the theoretical value is consistent. (4)This study proposes a method for determining the shape coefficient of purified water by analyzing the quantitative characteristics of water retention and simple calibration curve. This method is applicable to the measurement of moisture content by volume, and the error range of several percent is indicated.