Die robuste und genaue HydraProbe PROFESSIONAL Sonde ist die optimale Wahl für Ihre Bodenmesskampagne der Parameter Bodenfeuchte, Temperatur und elektrische Leitfähigkeit. Durch das pantentierte Messprinzip der Koaxial-Impedanz-Dielektrikum-Reflektometrie und die Betriebsfrequenz bei 50 MHz bietet die HydraProbe eine ausgezeichnete Genauigkeit, außergewöhnliche Vergleichbarkeit der Werte verschiedener Sonden (+/-1,2%), praktisch keine Drift und ermöglicht Bodenmessungen über einen weiten Bereich von Bodenarten und Salzgehalten. Die 4 Messstäbe aus gehärteten Edelstahl sind stabil und korrosionsbeständig und bieten ein Messvolumen von 50-75 cm³. Die Sonden können problemlos an alle gängigen Datenlogger angeschlossen werden (SDI-12, RS-485, Modbus) oder für Mobilanwendungen mit HydraGO und der kostenlosen App die Daten direkt auf Ihrem Mobilgerät gespeichert werden. 

Messprinzip

Stehende elektromagnetische Wellen mit einer Radiofrequenz von 50 MHz werden vom Boden reflektiert, und das zurückkommende Signal wird verarbeitet, um bodenfeuchtebezogene Variablen wie die reale Dielektrizitätskonstante zu erzeugen. Ein separater Thermistor in der Grundplatte der Sonden misst die Bodentemperatur. Durch die Trennung des Realanteils εr vom Imaginärteil  εi der realen dielektrischen Permittivität ist die HydraProbe durch variable Salzgehalte im Boden und die Temperatur weniger beeinträchtigt als TDR- oder andere FDR-Bodensensoren. 

Referenzen

Die HydraProbe-Sensoren gehören zur Standardinstrumentierung des U.S. Climate Reference Network (USCRN), einem systematischen und dauerhaften Netzwerk von Klimaüberwachungsstationen in den USA: https://www.ncei.noaa.gov/pub/data/uscrn/documentation/site/sensors/soil/Descriptions/Soil_StevensHydra-SDI-12.pdf 

Hintergrund

Die Stevens HydraProbe unterscheidet sich von anderen Bodenfeuchtemessverfahren. Sie misst das Verhältnis der Amplituden von reflektierten Radiowellen bei 50 MHz mit einem koaxialen Wellenleiter. Durch eine numerische Lösung der Maxwellschen Gleichungen wird zunächst die komplexe Impedanz des Bodens berechnet und dann die reale von der imaginären dielektrische Permittivität abgegrenzt (Seyfried 2004, Campbell 1990). Das mathematische Modell, das diese Trennung der realen und imaginären Komponenten  aus der Impedanz des reflektierten Signals ableitet, befindet sich im Mikroprozessor der digitalen HydraProbe. Diese Berechnungen beruhen auf der Arbeit von J. E. Campbell am Dartmouth College (Campbell 1988, Campbell 1990, Kraft 1988). 

Die HydraProbe kann aus elektrischer und mathematischer Sicht als ratiometrisches Koaxial-Impedanz-Dielektrikum-Reflektometer bezeichnet werden und arbeitet ähnlich wie ein vektorieller Netzwerkanalysator bei einer einzigen Frequenz. Der Begriff "ratiometrisch" bezieht sich auf den Prozess, bei dem zunächst das Verhältnis des reflektierten Signals zum einfallenden Signal berechnet wird. Dadurch wird jegliche Variabilität in den Leiterplatten von einer Sonde zur nächsten eliminiert. Dieser Schritt wird an mehreren Reflektionen durchgeführt. Der Begriff "koaxial" bezieht sich auf die Metallwellenleiter, die in den Boden eingeführt werden. Er hat drei äußere  und einen zentralen Messstab, der eine Radiofrequenz von 50 MHz empfängt und aussendet. "Impedanz" bezieht sich auf die Intensität des reflektierten Signals, und "dielektrisches Reflektometer" bezieht sich auf ein reflektiertes Signal, das zur Messung eines Dielektrikums verwendet wird.

Die Kalibrierung der Bodenfeuchte anhand der realen Dielektrizitätskonstante anstelle der scheinbaren Dielektrizitätskonstante hat viele Vorteile. Da die HydraProbe die realen und imaginären Komponenten trennt, kann die Bodenfeuchtigkeitskalibrierungen der HydraProbe weniger durch den Salzgehalt des Bodens, die Temperatur, die Bodenvariabilität und die Inter Sensorvariabilität beeinflusst als die meisten anderen elektronischen Bodensensoren. 

• Broschüre Stevens Water HydraProbe