Sensorauswahl
- Erforderliche Messgenauigkeit
- Boden / Substrat
- Messvolumen
- Schnittstelle
Natürlich wünscht man sich einen Sensor, der so genau wie möglich ist. Eine höhere Genauigkeit oder zusätzliche besondere Egenschaften sind jedoch meist mit höheren Kosten verbunden.
Bei wissenschaftlichen Anwendungen oder sehr anspruchsvollen Bewässerungsaufgaben wird in der Regel der SMT100 eingesetzt, während der günstigere SMT50 vorwiegend bei einfacheren Bewässerungsaufgaben zu finden ist. Beide Sensoren eignen sich grundsätzlich zur Bewässerungssteuerung, unterschieden sich jedoch in wichtigen Details.
Der SMT100 ist für den vollen Messbereich von 0 bis 100 % ausgelegt. Außerdem ermöglicht er eine weitgehend bodentypunabhängie Messung mit besonders hoher Auflösung. Dies liegt u.a. an seiner hohen internen Messfrequenz, die Störeffekte z.B. durch eine variable elektrische Leitfähigkeit des Bodens wirksam unterdrückt.
Der Messbereich des SMT50 geht nur bis 50% und der Bodentyp wirkt sich stärker auf die Kalibrierkurve aus, da eine geringere interne Messfrequenz verwendet wird. Die Auflösung ist ebenfalls geringer als beim SMT100, reicht jedoch für viele Einsatzzwecke, insbesondere bei der Einstelung von Schwellwerten für die Bewässerungssteuerung problemlos aus.
Feuchtesensoren für Böden sollten Messergebnisse liefern, die möglicht wenig vom Bodentyp beeinflusst sind. Technisch ist das eine sehr große Herausforderung, da die der Bodentyp die gemessenen dielektrischen Eigenschaften beeinflusst. Man kann durch eine geschickte Wahl der Messfrequenz den störenden Einfluss reduzieren. Im allgemeinen ist es besser, wenn man eine möglichst hohe Messfrequenz im Bereich einiger hundert MHz verwendet. Im SMT100 ist dies realisiert, erfordert jedoch einen hohen elektrotechnischen Aufwand, der sich in den Kosten widerspiegelt. Der SMT50 arbeitet bei niedrigeren Frequenzen und ist deshalb kostengünstiger. Der Nachteil ist jedoch die größere Abhängigkeit vom Bodentyp.
Ein weiterer wichtiger Aspekt bei der Auswahl eines Sensors ist das Messvolumen. Der SMT100 und der SMT50 gehören zu der Klasse der Punktsensoren, d.h. es wird in einem begrenzten Volumen um den Sensor herum der Wassergehalt bestimmt. Bei einigen Anwendungen in der Bewässerungstechnik wünscht man sich ein größeres Messvolumen, um über Inhomogenitäten der Wasserverteilung im Boden besser mitteln zu können. Für solche Einsatzfälle ist der AquaFlex besonders geeignet. Das Messvolumen erstreckt sich über die Sensorlänge von 3 m und ermöglicht dadurch eine optimale Mittelung. Bei einem Sensor dieser Art ist es bauartbedingt schwieriger die gleiche Kalibrierung und Bodentypunabhängigkeit wie mit einem Punktsensor zu erreichen. Für die praktische Anwendung in der Bewässerungstechnik ist das große Messvolumen aber der entscheidene Vorteil.
Bei der Schnittstelle zur Steuerung oder Datenerfassung kann man zwischen analogen und digitalen Varianten unterscheiden. Bei analogen Schnittstellen gibt man meist einen Spannungswert aus. Der Spannungsbereich kann je nach Sensor unterschiedlich sein. So ist der SMT50 für 0 - 3 V Signalausgang ausgelegt. Der analoge SMT100 und der analoge AquaFlex können werksseitig je nach Kundenwunsch konfiguriert werden. 0 - 10 V ist in der Automatisierungstechnik der Standard, andere Spannungsbereiche wie 0 - 1 V, 0 - 3 V oder 0 - 5 V sind auf Anfrage ebenfalls möglich. Für den SMT100 gibt es inzwischen sogar eine 4-20 mA Schnittstelle. Bei den digitalen Schnittstellen des SMT100 ist die größte Auswahl, entweder RS-485 mit den Softwareprotokollen TBUS, ASCII und Modbus oder der in der Umweltmesstechnik gerne eingesetzte SDI-12 Standard. Der AquaFlex ist auch mit der digitalen Schnittstelle RS-485 TBUS, ASCII und Modbus verfügbar.
Der Vorteil der analogen Schnittstelle ist die einfache Anwendung. Der Nachteil ist die etwas geringere Auflösung, die begrenzte Kabellänge und der höhere Hardwareaufwand in der Steuerung bei der Verwendung vieler Sensoren. Mehrere digitale Sensoren lassen sich an ein einziges Kabel (Bus) anschließen und per Software über Adressen ansprechen. Dadurch wird der Hardwareaufwand bei der Verkabelung geringer, die Anforderung an die Steuerung sind aber höher und es entsteht ein gewisser Konfigurationsaufwand. Insbesondere bei RS-485 lassen sich mit der digitalen Übertragung ausgedehnte Systeme mit großen Kabellängen realisieren. Die Übertragungsqualität ist dabei hervorragenden und die höchste Messwertauflösung realisierbar.