관수자동제어기: 센서 측정에 의한 관수 자동제어

        Rich-5330  3채널 센서측정제어기: 관수 자동제어

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     ■ 3 개의 토양수분 측정 및 FND 표시

      ■ 센서측정값에 의한 접점출력 3개 자동제어.

      ■ 운전모드: 자동, 수동, 정지

      ■ 측정 데이터 및 접점출력의 횟수와 시간 저장.

      ■ RS232로 PC 연결: 데이터전송, 원격관측제어

      ■ 보정함수식(1차 방정식) 적용: TDR 센서의 EC농도 보정에 사용

      ● 내부릴레이:  10A

      ● 제어조건 설정: 시작점/멈춤점, 급수시간/대기시간

      ● 작동 방식:  (1) 센서 값이  '시작점'보다 '건조'하면 급수시작.  
                          (2) '급수시간' 경과하면 급수 일시정지.
                          (3) 일시정지 후, '대기시간' 경과하면 급수여부 다시 판단.
                          (4) 급수 중 '멈춤점'과 같거나 '습'해지면 급수정지.        

      ● 필수 별도 선택: 센서 및 확장케이블

      ● 현장에 따라 필요 선택: 릴레이, 전자밸브용 전원(24Vac),

        ■Rich-5310  3채널 평균 센서측정제어기: 관수 자동제어

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     ■ 3 개의 토양수분 측정 및 FND 표시

     ■ 사용자가 선택한 센서들(1~3개)의 평균값에 의한 접점출력 1개 자동제어.

     ■ 운전모드: 자동, 수동, 정지

     ■ 측정 데이터 및 접점출력의 횟수와 시간 저장.

     ■ RS232로 PC 연결: 데이터전송, 원격관측제어

     ■ 보정함수식(1차 방정식) 적용: TDR 센서의 EC농도 보정에 사용

     ● 내부릴레이:  10A

     ● 제어조건 설정: 시작점/멈춤점, 급수시간/대기시간

     ● 작동 방식:   (1) 센서 값이  '시작점'보다 '건조'하면 급수시작.  
                       (2) '급수시간' 경과하면 급수 일시정지.
                       (3) 일시정지 후, '대기시간' 경과하면 급수여부 다시 판단.
                       (4) 급수 중 '멈춤점'과 같거나 '습'해지면 급수정지.        

     ● 필수 별도 선택: 센서 및 확장케이블

     ● 현장에 따라 필요 선택: 릴레이, 전자밸브용 전원(24Vac),

        ■ 토양수분 센서, 센서 평균모듈 

        ● 토양수분함량측정센서
             AQUA-TEL-TDR

  ● 측정범위: 0∼100 %
  ● 센서와이어: 3선, (12Vdc, Ground, Signal)
  ● 센서출력: 4∼20mA
  ● 센서길이: 전체길이는 약 68cm, 수감부길이는 하단 끝에서부터 약 45cm.
                   완전방수이므로 원하는 깊이에 자유롭게 매설할 수 있음.
  ● 측정위치: 수감부 45cm 의 평균수분함량

        ● 토양수분장력측정센서     
              SKM850C2

  ● 측정범위: 0∼99.9 kPa
  ● 센서와이어: 2 선, 12Vdc Current Loop 방식
  ● 센서출력: 4∼20mA
  ● 구성: 전자진공압력센서 + 다공세라믹튜브(텐시오미터 튜브)
  ● 센서길이: 다공세라믹튜브의 길이로 판단하며,  측정하고자 하는
                  토양의 깊이에 따라 튜브의 길이를 선정.
                  대개, 채소재배용은 35cm, 과수용은 50cm를 선호.
  ● 측정위치: 일반적으로 튜브하단의 세라믹 중간 부분을 측정위치로 한다.

        ● 센서평균모듈

  5센서 평균 모듈

  ● 2∼5 개 까지의 토양수분센서를 1 개의 평균값으로  변환.
  ● 각 채널별로 선택스위치가 있으며, 선택된 채널의 평균값을 출력.
  ● RICH-5330/5310 에 다수의 토양수분센서를 연결하여 평균측정값으로
                                급수제어를 할 때 사용.

참고 사항

  (참고1) 토양수분장력

  흙이 물을 잡아당기는 힘을 말한다. 즉 흙이 건조할수록 물을 잡아당기는 힘이 크므로
  측정값이 클수록 토양수분이 적음을 나타낸다.
  단, 흙이 아닌 수경재배용 펄라이트, 암면 등에서는 물을 잡아당기는 힘이 매우 작기
  때문에 수분장력을 측정하지 못한다. 그 외에도 다양한 종류의 인조토양이 있는데
  그런 인조흙에서의 측정가능성 여부는 실제로 센서를 이용하여 측정해 보아야
  알 수 있다.
  토양수분장력의 측정단위는 pF, kPa, mb 등을 사용하는데, 최근에는 주로
  kPa을 사용한다.
  물론, kPa 값을 알면 그 값을 mb 또는 pF로 환산할 수 있다.
  

         ● 기압과 토양수분장력

                   기압 1 bar(1000 mb) = 장력 100 kPa(1000 hPa)
                                           즉, 1 cb(10 mb) = 1 kPa

          ● pF(물기둥높이의 상용대수)와 토양수분장력

                   pF = 1 + log (-kPa),

                   여기에서,  pF - 1 = log (-kPa),

                   그러므로 = -kPa

                   물기둥 0 cm = 0 pF = 0 bar
                   물기둥 100 cm =  3 pF = 1 bar = 100 kPa

  (참고2) 토양수분함량

  흙 속에 물이 얼마나 함유되어 있는지를 말하며 함수율이라고도 한다.
  즉, 10리터의 흙에 1리터의 물을 급수하여 흡수된 경우 10%라고 말한다.
  단위는 %로 표시하며 그 숫자가 클수록 토양수분이 많음을 의미한다.
  실제의 흙 뿐만 아니라 펄라이트, 암면, 피트머스 등 모든 종류의 인조토양에서도
  측정할 수 있으므로 토양수분장력을 측정할 수 없는 수경재배의 경우에
  이 측정값을 사용하여 급액 제어를 한다.

  토양수분함량은 그 측정방법에 따라서 대개 다음의 두 가지 방법으로 나타낸다.

  1-1. 용적측정에 의한 수분함량 (Volumetric water content) :

        토양의 단위 체적에 대한 물의 체적으로 나타내며, 용수예산(water budget)을
        계산할 때 사용된다.

             용적식 수분함량 = 물의 부피 / 전체 부피 (흙 + 함유되어 있는 물)

  1-2. 중량측정에 의한 수분함량 (Gravimetric water content) :

        건조한 토양의 질량에 대한 물의 질량으로 나타내며, 가장 쉽고도 직접적인
        측정방법이다.

             중량식 수분함량 = 물의 질량 / 건조한 고형 토양(solids)의 질량

  1-3. 중량식 수분함량을 용적식 수분함량으로 바꾸려면

        흙의 밀도 (bulk density)를 사용하면 된다.

             용적식 수분함량 = 중량식 수분함량 x 흙의 밀도(bulk density)

        여기서, 흙의 밀도(bulk density) = 건조한 고형 토양의 질량 / 전체 부피 (흙 +
                                                                                     함 되어 있는 물)

        대부분의 토양이 고형화되면 그 평균비중이 대체로 2.65 g/cc로 알려져 있다.
        따라서, bulk density는 흙의 압축정도(고형정도)의 지표로도 사용된다.
        즉, bulk density가 높다는 것은 전체 부피 중에서 고형화된 부분이 많이
        있다는 것을 의미하게 된다.

  (참고3) 토양수분함량(soil water content) 과  
              토양수분장력(soil water potential)의 관계

  토양수분함량과 토양수분장력은 서로 다른 것이다.
  토양수분함량은 [흙 속에 함유되어 있는 물의 양]을 말하고 용수량의 예측, 배수 또는
  급수의 계획 등에 필요하다.
  토양수분장력은 [흙 속에 함유되어 있는 물의 에너지 정도]를 말하며,
  토양이 건조할수록 음의 값이 커진다.
  수분으로 포화된 정도에 이르면 그 값이 0 ∼-10kPa 정도이고 건조한 토양에서는
  -100 ∼-200kPa 정도 되는 것이 일반적이다.
  토양수분장력을 쉽게 풀어 말한다면, 토양 내에서 물이 이동하게 하는 에너지이다.
  대개 물은 수분 함량이 많은 곳에서 적은 곳으로 흐를 것이라고 생각되지만,
  수분함량이 서로 다른 두 개의 지역에서 토양수분장력이 서로 같다면 두 지역 사이에
  물의 이동은 없을 것이다.

  일반적으로 토양수분장력값이 크면 토양수분함량값이 작아진다. 그러나, 근본적으로
  토양수분함량과 토양수분장력은 서로 다른 것이기 때문에, 한 가지를 알고 있다고 해도
  그것을 이용해서 다른 것을 알 수 있는 공식이나 상관그래프 같은 것은 없다.
  다만, 현장에서 두 가지 측정센서를 이용하여 직접 측정함으로써 관계그래프를
  얻어낼 수 있다. 그러나, 그 관계표도 측정한 현장에만 적용할 수 있는 것이며
  다른 곳에서는 또 다시 측정을 해야 한다.