Determination of the complex permittivity from thin-sample time domain reflectometry improved analysis of the step response waveform

Giese, Karl-Peter; Tiemann, R.

doi:10.1016/0001-8716(75)80013-7

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“…Para isso, o programa WinTDR 6.0 (Utah State University, UT, EUA) analisou a impedância causada pelo meio estudado, utilizando um testador de cabos da Tektronix modelo 1502 C (Figura 1), e por diferença estimou a condutividade elétrica aparente pela eq. (3) (GIESE & TIEMANN, 1975): …”

Section: Metodologia De Calibraçãounclassified

Calibração da Reflectometria no Domínio do Tempo (TDR) para a estimativa da concentração da solução no solo

et al. 2006

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RESUMO:A Reflectometria no Domínio do Tempo (TDR) é um método confiável para medidas in situ da umidade e da concentração da solução no mesmo volume de solo. Entretanto, a interpretação precisa da medida de condutividade elétrica do solo (e umidade do solo) pode requerer uma curva de calibração específica. O objetivo principal deste ensaio foi estabelecer um procedimento de calibração para usar a TDR no cálculo de concentrações de nitrato de potássio (KNO 3 ) em solução do solo. Uma equação que relaciona a condutividade elétrica medida pela TDR e a concentração de KNO 3 foram encontradas viabilizando o uso da técnica da TDR na estimativa da umidade e da concentração da solução do solo para o manejo eficiente da fertirrigação. PALAVRAS-CHAVE:concentração de íons, fertirrigação, nitrato de potássio. TIME DOMAIN REFLECTOMETRY (TDR) CALIBRATION FOR ESTIMATING SOIL SOLUTION CONCENTRATIONABSTRACT: Time Domain Reflectometry (TDR) is a reliable method for in-situ measurements of the humidity and the solution concentration at the same soil volume. Accurate interpretation of electrical conductivity (and soil humidity) measurements may require a specific calibration curve. The primary goal of this work was to establish a calibration procedure for using TDR to estimate potassium nitrate concentrations (KNO 3 ) in soil solution. An equation relating the electrical conductivity measured by TDR and KNO 3 concentration was established enabling the use of TDR technique to estimate soil water content and nitrate concentration for efficient fertigation management. KEYWORDS: ions concentration, fertigation, potassium nitrate. INTRODUÇÃOA concentração da solução no solo é de fundamental importância para a agricultura, principalmente pelo conhecimento de sua variação na otimização do manejo da fertirrigação. Existem vários métodos para a sua determinação com vantagens e limitações.Entre as técnicas utilizadas, o uso de extratores é bastante popular entre os pesquisadores por apresentar resultados precisos a um custo relativamente baixo. Entretanto, para medidas in situ, o acondicionamento de extratores reduz a precisão dos resultados, alterando o local em estudo (importante nos casos de medidas repetidas em pequena área) e limitando a obtenção de resultados em curto espaço de tempo.Para estimativas precisas da umidade e da concentração da solução do solo em laboratório e em campo, existe uma tendência para a utilização da técnica da Reflectometria no Domínio do Tempo (TDR). Para o uso dessa metodologia, é necessária a confecção de uma curva de calibração para cada

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Section: Metodologia De Calibraçãounclassified

Calibração da Reflectometria no Domínio do Tempo (TDR) para a estimativa da concentração da solução no solo

et al. 2006

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“…Dalton et al (1984) were the first to show how the attenuation of the TDR trace can be used to calculate a a . Following the thin-sample approach by Giese & Tiemann (1975), a a can be described by:…”

Section: Theory Tdr Measurementmentioning

confidence: 99%

“…where Z L is the steady-state impedance (in Q,), fy is a temperature correction coefficient, and K p is the cell constant of the TDR probe (Giese & Tiemann, 1975;Topp et al, 1988;Nadler et al, 1991). The term K p is a calibration constant that can be determined by immersing the probe in solutions with known conductivity.…”

Section: Theory Tdr Measurementmentioning

confidence: 99%

Using neural networks for calibration of time-domain reflectometry measurements

Persson¹,

Berndtsson²,

Sivakumar

2001

Hydrological Sciences Journal

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Time-domain reflectometry (TDR) is an electromagnetic technique for measurements of water and solute transport in soils. The relationship between the TDR-measured dielectric constant (K a ) and bulk soil electrical conductivity (cr a ) to water content (8 W ) and solute concentration is difficult to describe physically due to the complex dielectric response of wet soil. This has led to the development of mostly empirical calibration models. In the present study, artificial neural networks (ANNs) are utilized for calculations of 9", and soil solution electrical conductivity (a w ) from TDR-measured K a and a" in sand. The ANN model performance is compared to other existing models. The results show that the ANN performs consistently better than all other models, suggesting the suitability of ANNs for accurate TDR calibrations.Key words neural networks; time-domain reflectometry; soil water content; electrical conductivity Utilisation de réseaux de neurones pour l'étalonnage de mesures par réflectométrie en domaine temporel Résumé La réflectométrie en domaine temporel (TDR) est une technique électro-magnétique de mesure de transferts d'eau et de solutés dans les sols. La relation entre la constante diélectrique (K") mesurée par TDR et la conductivité électrique volumique du sol (o" 0 ) d'une part, et la teneur en eau (0 W ) et la concentration en soluté d'autre part est difficile à décrire physiquement en raison de la complexité de la réponse diélectrique d'un sol humide. Cela a conduit au développement de modèles d'étalonnage essentiellement empiriques. Dans cette étude, nous utilisons des réseaux de neurones artificiels (RNA) pour le calcul de 0", et de la conductivité électrique de la solution du sol (a,,,) à partir de K a et rj" mesurés par TDR dans du sable. La performance du modèle à base de RNA est comparée à celle d'autres modèles existants. Les résultats montrent que les RNA donnent des résultats sensiblement meilleurs, suggérant la pertinence des RNA pour l'étalonnage précis de la mesure TDR.Mots clefs réseaux de neurones; réflectométrie en domaine temporel; humidité du sol; conductivité électrique

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“…1 (Ledieu et al, 1986). Electrical conductivity of soil solution was estimated (Giese & Tiemann, 1975) and their values were corrected to 25 ºC temperature, according to Eq. 2 proposed by Richards (1954 ECw -soil bulk electrical conductivity…”

Section: Model Parameters For Estimating Electrical Conductivity and mentioning

confidence: 99%

Potassium estimation in the soil solution based on electrical conductivity and soil water content

Neto

Coelho

Santana

et al. 2012

Rev. bras. eng. agríc. ambient.

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The objective of this work was to evaluate and to validate models for estimating potassium in the soil solution as a function of bulk electrical conductivity (ECw), soil water content (q) and a soil solution electrical conductivity (ECss). Treatments consisted of using three concentrations of injecting solution of potassium chloride (1.0, 2.5 and 4.0 g L-1) which were applied by two trickle irrigation systems (microsprinkler and drip) during the first cycle of the banana crop cv. Terra Maranhão. Results showed that it is feasible to estimate potassium concentration in the soil solution from data of ECss and q obtained by time domain reflectometry (TDR) using an equation that combined a linear and a potential model. The estimated values of potassium concentration were close to the ones measured along the crop cycle under field conditions, with a mean normalized deviation of 10.0%, maximum and minimum deviation of 5.0 and 13.0%, respectively.

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Determination of the complex permittivity from thin-sample time domain reflectometry improved analysis of the step response waveform

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Calibração da Reflectometria no Domínio do Tempo (TDR) para a estimativa da concentração da solução no solo

Calibração da Reflectometria no Domínio do Tempo (TDR) para a estimativa da concentração da solução no solo

Using neural networks for calibration of time-domain reflectometry measurements

Potassium estimation in the soil solution based on electrical conductivity and soil water content

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