如果您想要準確的土壤離子數(shù)據(jù)，正確的傳感器安裝應該是您的要務。在土壤中測量時，密度的自然變化可能會導致精度損失2%到3%，但安裝不當可能會導致精度損失超過10%。正確安裝傳感器是您收集數(shù)據(jù)的基礎。如果您的基礎很差，則會使數(shù)據(jù)解釋變得困難。在本文中，獲取有關如何更快、更好和更準確地安裝土壤離子傳感器的提示。土壤離子傳感器（含離子量傳感器）測量體積含離子量。體積含離子量(SIN)是離子的體積除以土壤的體積（公式），它給出了土壤樣品中離子的百分比。
用于了解如何安裝土壤離子傳感器的公式：
因此，例如，如果一定體積的土壤由以下成分組成：50%的土壤礦物質、35%的離子和15%的空氣，那么該土壤的體積含離子量為35%。土壤離子傳感器測量的土壤成分圖：空氣、離子、土壤礦物質
為什么電容陽離子交換傳感器工作
所有欣仰邦土壤離子傳感器都使用稱為電容陽離子交換技術的間接方法來測量SIN。“間接”意味著測量與SIN相關的參數(shù)，并使用校準將該量轉換為SIN。簡單來說，電容陽離子交換技術使用兩個金屬電極（探針或針）來測量它們之間的電荷存儲能力（或表觀介電常數(shù)）。
測量土壤電子的電容陽離子交換傳感器
電容陽離子交換傳感器使用兩個探頭（一個帶正電荷，一個帶負電荷）形成電磁場。這使他們能夠測量探針之間材料的電荷存儲能力。每種常見的土壤成分都具有不同的電荷存儲能力。在土壤中，大多數(shù)這些成分的體積隨時間保持不變，但空氣和離子的體積會波動。
影響量影響數(shù)據(jù)
影響體積是由傳感器針發(fā)射的電磁場測量的土壤面積。顯示了電磁場相對強度的近似值。請注意，傳感器的大部分靈敏度都在探針的幾毫米范圍內。這個電磁場內的任何東西都會影響傳感器的輸出，但是，緊挨著針的離子的百分比對傳感器響應的影響比遠離針的區(qū)域更大。
避免氣隙
由于介電土壤離子傳感器（TDR、FDR、電容陽離子交換類型）的影響量在針附近最敏感，因此避免空氣間隙以及土壤與傳感器的良好接觸對于獲得高質量的土壤離子數(shù)據(jù)至關重要。此外，重要的是在安裝過程中產(chǎn)生盡可能少的土壤干擾以獲得??代表性測量。將傳感器安裝到受干擾的土壤中（例如，從洞中取出一堆土壤）很少是一個好主意，但卻是缺乏經(jīng)驗的研究人員常犯的錯誤。
這是一個來自稻田的數(shù)據(jù)集，顯示了安裝在土壤中約7.5厘米處的三個不同的土壤離子傳感器。y軸是體積含離子量百分比，x軸是天數(shù)。純黑色的痕跡是稻田不斷被淹的地方?；疑珜嵕€顯示研究人員將土壤干燥至35%SIN的位置。虛線表示干燥至25%SIN。請注意，首先，傳感器間的變異性在大約1%以內。這就是您希望在相同土壤類型的相同離子條件下看到的結果。
然而，該研究人員注意到，在后來的洪離子期間，處理的飽和離子平比開始時高得多。為什么？這些傳感器安裝在具有高收縮和膨脹能力的粘土溶膠中。在這種土壤類型中，隨著土壤變干，可能會出現(xiàn)大裂縫。當土壤打開并為針旁邊的更多離子提供間隙時，讀數(shù)會更高，因為離子的介電系數(shù)為80，遠高于土壤。這也是一個很好的例子，說明當傳感器安裝不當在飽和端的土壤中留下空氣間隙時會發(fā)生什么。
如何正確安裝土壤離子傳感器
在實際安裝之前開始獲取高質量數(shù)據(jù)。以下是人們在設計一項研究時會犯的一些常見錯誤，這些錯誤會花費他們時間和金錢，并且可能會妨礙他們的數(shù)據(jù)可用。
場地特征：對場地、其可變性或指導數(shù)據(jù)解釋的其他有影響的環(huán)境因素知之甚少
傳感器位置：傳感器安裝在不符合研究目標的位置（即，在土壤中，傳感器的地理位置和土壤剖面中的位置都必須適用于研究問題）
傳感器安裝：傳感器安裝不正確，導致讀數(shù)不準確
數(shù)據(jù)收集：傳感器和采集儀不受保護，也沒有定期檢查數(shù)據(jù)以保持連續(xù)和準確的數(shù)據(jù)記錄
數(shù)據(jù)傳播：其他科學家無法理解或復制數(shù)據(jù)
在設計研究時考慮這些問題，并使用以下實踐來避免未來出現(xiàn)問題。
預安裝準備節(jié)省時間和金錢
在前往現(xiàn)場之前，在實驗室中設置幾個傳感器并讀取不同土壤類型的讀數(shù)。這提供了對不同情況下預期的土壤離子值的深刻理解。它還可以幫助您了解正確安裝、安裝可能需要多長時間、您需要哪些工具以及任何問題，例如傳感器讀數(shù)可能不正確。準備一個專用的安裝工具箱，里面裝滿了重要的工具，例如扎帶、鉗子、記號筆、手電筒和電池。這樣可以節(jié)省數(shù)小時來回站點的旅行。
如果使用需要編程的數(shù)據(jù)采集儀，請?zhí)崆皟芍軐W習編程語言，以確保您了解如何為采集儀編寫程序。即使是即插即用的云數(shù)據(jù)采集儀也需要準備工作，例如確保研究地點在蜂窩塔的范圍內。
元數(shù)據(jù)：洞察力的關鍵
您在研究站點記錄的元數(shù)據(jù)越多，您對數(shù)據(jù)的理解就越好。用傳感器類型、安裝深度和任何其他重要信息標記每個傳感器。如果安裝數(shù)百個傳感器，您可以購買電子標簽設備來為傳感器設置條形碼，但膠帶和性標記也可以使用。將標簽塞入數(shù)據(jù)采集儀內，以免受天氣影響。所述數(shù)據(jù)采集儀自動記錄重要的元數(shù)據(jù)，諸如GPS位置，大氣壓力，和傳感器序列號，并將其保存到云中。還允許您記錄用戶輸入的元數(shù)據(jù)，例如土壤類型、土壤密度、覆蓋類型、測量間隔、原始數(shù)據(jù)和使用的校準類型、傳感器深度、關于為什么選擇站點的注釋等。這些信息很重要當需要發(fā)布時，將其放在共享的、基于云的位置將省去麻煩。
