(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
土壌と直接接触する第１電極と、
透水性および保水性を備える参照材と、
前記参照材を介し前記土壌と接触する第２電極と、
前記第１電極を用い計測した前記土壌の誘電率と、前記第２電極を用い計測した前記参照材の誘電率と、前記土壌の土質に対応した前記土壌の誘電率と前記参照材の誘電率との相関曲線と、に基づき、前記土壌の土質を判定する判定部と、
を具備することを特徴とする土壌センサ。
【請求項２】
前記判定部の判定した前記土壌の土質と、前記第１電極を用い計測した前記土壌の誘電率と、に基づき、前記土壌中の水分量を算出する算出部を具備する請求項１記載の土壌センサ。
【請求項３】
前記相関曲線を記憶する第１記憶部を具備することを特徴とする請求項１または２記載の土壌センサ。
【請求項４】
前記判定部は、前記第１記憶部に記憶された複数の相関曲線のうち、前記第１電極を用い計測した前記土壌の誘電率と前記第２電極を用い計測した前記参照材の誘電率との相関曲線と、最も相関関係がある相関曲線に対応した土質を、前記土壌の土質と判定することを特徴とする請求項３記載の土壌センサ。
【請求項５】
前記判定部は、前記第１記憶部に記憶された複数の相関曲線のうち、前記第１電極を用い計測した前記土壌の誘電率と前記第２電極を用い計測した前記参照材の誘電率との少なくとも一方が所定範囲となる相関曲線を抽出し、抽出された相関曲線のうち、前記第１電極を用い計測した前記土壌の誘電率と、前記第２電極を用い計測した前記参照材の誘電率とが示す点との距離が最も近い相関曲線に対応する土質を前記土壌の土質と判定することを特徴とする請求項３記載の土壌センサ。
【請求項６】
前記土壌の土質に対応した前記土壌の誘電率と水分量との相関曲線を記憶する第２記憶部を具備し、
前記算出部は、前記判定部が判定した土質と、前記第１電極を用い計測した前記土壌の誘電率と、前記土壌の土質に対応した前記土壌の誘電率と水分量との相関曲線と、から前記土壌中の水分量を算出することを特徴とする請求項２記載の土壌センサ。
【請求項７】
土壌と直接接触する第１電極を用い前記土壌の誘電率を計測し、
透水性および保水性を備える参照材を介し前記土壌と接触する第２電極を用い前記参照材の誘電率を計測し、
前記土壌の誘電率と前記参照材の誘電率と前記土壌の土質に対応した前記土壌の誘電率と前記参照材の誘電率との相関曲線とに基づき、前記土壌の土質を判定することを特徴とする土壌センシング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土壌センサおよび土壌センシング方法に関し、例えば土壌の誘電率を計測することにより土質を判定する土壌センサおよび土壌センシング方法である。
【背景技術】
【０００２】
例えば、防災を目的として、河川やダムなどの堤防決壊や土砂災害を迅速に検知し予測するために、土壌内の水分量等を計測することが有効であると考えられている。例えば、土壌内の水分量を時系列で計測することができれば、土壌内の水分の浸透の様子を知ることができる。これにより、堤防決壊や土砂災害を迅速に検知することができる。土壌センサとして、土壌の比誘電率や伝導率を計測し、土壌の水分含有量を計測するセンサが知られている（特許文献１および２）。このようなセンサを用い、土壌内の水分量を時系列で計測することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−６２３６８号公報
【特許文献２】特開２００３−３２９６２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
土壌の誘電率と土壌内の水分量との関係は、土壌の土質により異なる。このため、土質が不明な土壌においては、ボーリング等の掘削により計測対象の土壌のサンプルを採取する。採取した土壌の分析した上で、土壌の誘電率と水分量との相関曲線を取得する。この相関曲線を用い、土壌の誘電率から土壌内の水分量を計測することとなる。この場合、土壌のサンプルを採取し分析するコストがかかってしまう。また、土壌の土質は、土壌サンプルの採取位置により変わってしまうこともあるため、土壌センサを設置した位置の正確な土質を判定することは難しい。土壌サンプルを採取せず、土壌の誘電率と水分量との相関曲線を推測することもある。しかし、この場合、正確なデータは取得できない。
【０００５】
本土壌センサおよび土壌センシング方法は、土壌の土質を簡単に判定することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
例えば、土壌と直接接触する第１電極と、透水性および保水性を備える参照材と、前記参照材を介し前記土壌と接触する第２電極と、前記第１電極を用い計測した前記土壌の誘電率と、前記第２電極を用い計測した前記参照材の誘電率と、前記土壌の土質に対応した前記土壌の誘電率と前記参照材の誘電率との相関曲線と、に基づき、前記土壌の土質を判定する判定部と、を具備することを特徴とする土壌センサを用いる。
【０００７】
例えば、土壌と直接接触する第１電極を用い前記土壌の誘電率を計測し、透水性および保水性を備える参照材を介し前記土壌と接触する第２電極を用い前記参照材の誘電率を計測し、前記土壌の誘電率と前記参照材の誘電率と前記土壌の土質に対応した前記土壌の誘電率と前記参照材の誘電率との相関曲線とに基づき、前記土壌の土質を判定することを特徴とする土壌センシング方法を用いる。
【発明の効果】
【０００８】
本土壌センサおよび土壌センシング方法によれば、土壌の土質を簡単に判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１（ａ）および図１（ｂ）は、実施例１に係る土壌センサを示す図である。
【図２】図２（ａ）および図２（ｂ）は、実施例１に係る土壌センサの本体部のブロック図である。
【図３】図３（ａ）および図３（ｂ）は、実施例１に係る本体部の動作を示すフローチャートである。
【図４】図４は、土壌の比誘電率と土壌中の水分量との関係の例を示す図である。
【図５】図５は、参照材の比誘電率ε０＊と土壌の比誘電率ε１＊との関係を示す測定結果の例である。
【図６】図６は、実施例２に係る土壌センサの本体部のブロック図である。
【図７】図７は、実施例２に係る判定部の動作を示すフローチャートである。
【図８】図８（ａ）および図８（ｂ）は、それぞれ判定部および算出部の動作の例を説明する模式図である。
【図９】図９は、実施例２に係る土壌センサの算出部の動作を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、実施例３に係る判定部の動作を示すフローチャートである。
【図１１】図１１（ａ）および図１１（ｂ）は、実施例３の判定部の動作の例を説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照に本発明に係る実施例について説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１（ａ）および図１（ｂ）は、実施例１に係る土壌センサを示す図である。図１（ａ）は、土壌センサ１００の模式図であり、図１（ｂ）は、土壌センサ１００の埋没部２６の断面図である。図１（ａ）および図１（ｂ）のように、土壌センサ１００は、埋没部２６と本体部３０とを備えている。埋没部２６は、土壌２８内に埋没されている。本体部３０は、土壌２８の外に設置される。埋没部２６は、第１電極１２、第２電極１４、参照材１６および支持体１８を備えている。支持体１８は、例えば非透水性の材料から形成されており、支持体１８内部には浸水しないことが好ましい。また、支持体１８は、第１電極１２間、第２電極間、および、第１電極と第２電極１４間が短絡しないように少なくとも表面が絶縁体であることが好ましい。支持体１８としては、例えばアクリルまたはジュラコン等の樹脂を用いることができる。また、支持体１８は、アルミニウムまたは鉄等の金属の表面を絶縁処理したものでもよい。支持体１８の形状は、土壌２８内に設置するため、先端が尖った円柱形である。支持体１８の形状は、他の形状でもよい。
【００１２】
支持体１８の表面には、複数の第１電極１２が設けられている。第１電極１２は、土壌２８と直接接触している。さらに、支持体１８の表面には、複数の第２電極１４が設けられている。第２電極１４は、参照材１６により覆われている。参照材１６は、透水性および保水性を備える材料により形成される。参照材１６としては、例えばセルロースを用いることができる。第２電極１４は、参照材１６を介し土壌２８と接触している。第１電極１２および第２電極１４は、例えば金または銅等の金属により形成されている。第１電極１２および第２電極１４は、支持体１８の周囲に設けられたリング形状をしている。また、第１電極１２および第２電極１４は、それぞれ１対設けられている。第１電極１２および第２電極１４の形状および数はこれらに限られない。第１電極１２および第２電極は、それぞれ１または複数設けられていればよい。第１電極１２と本体部３０とはケーブル２０により電気的に接続され、第２電極１４と本体部３０とはケーブル２２により接続される。
【００１３】
支持体１８の直径は、例えば２０ｍｍから３０ｍｍとすることができる。第１電極１２の間隔および第２電極１４の上下方向の間隔は各々、５ｍｍ〜１０ｍｍとすることができる。第１電極１２の間隔および第２電極１４の上下方向の幅は各々、５ｍｍ〜１０ｍｍとすることができる。参照材１６の左右方向の幅および上下方向の長さは、参照材１６の誘電率を測定するのに十分な大きさとすることが好ましい。しかしながら、参照材１６が大きすぎる場合、水分が参照材１６内に十分浸透しなくなる可能性もある。参照材１６の大きさは、上記を考慮して設計される。
【００１４】
図２（ａ）および図２（ｂ）は、実施例１に係る土壌センサの本体部の機能ブロック図である。図３（ａ）および図３（ｂ）は、実施例１に係る本体部の動作を示すフローチャートである。図２（ａ）のように、本体部３０は、土壌誘電率計測部３２、参照誘電率計測部３４および判定部３６を備えている。例えば静電容量を測定する測定器とＣＰＵ（central
Processing Unit）とは、プログラム等により土壌誘電率計測部３２および参照誘電率計測部３４として機能する。また、ＣＰＵ等は、判定部３６として機能する。
【００１５】
図２（ａ）および図３（ａ）を用い、本体部３０の動作について説明する。まず、土壌誘電率計測部３２は、ケーブル２０により第１電極１２と接続されており、第１電極１２を用い土壌２８の誘電率を計測する（ステップＳ１０）。参照誘電率計測部３４は、ケーブル２２により第２電極１４と接続されており、第２電極１４を用い参照材１６の誘電率を計測する（ステップＳ１２）。土壌誘電率計測部３２および参照誘電率計測部３４は、それぞれ第１電極１２間および第２電極１４間の静電容量を測定し、測定された静電容量より土壌２８の誘電率および参照材１６の誘電率を計測することができる。土壌２８の誘電率および参照材１６の誘電率は、それぞれ第１電極１２および第２電極１４を用い、他の方法により計測してもよい。また、ステップＳ１０とステップＳ１２とは同時に行なってもよく、ステップＳ１２をステップＳ１０より先に行なってもよい。判定部３６は、第１電極１２を用い計測した土壌２８の誘電率ε１と、第２電極１４を用い計測した参照材の誘電率ε０と、に基づき、土壌の土質を判定する（ステップＳ１４）。その後終了する。
【００１６】
図２（ｂ）および図３（ｂ）を用い、別の本体部３０の動作について説明する。図２（ｂ）のように、本体部３０は、図２（ａ）の本体部３０に加え算出部３８を備えている。ＣＰＵ等は、算出部３８として機能する。図２（ｂ）および図３（ｂ）のように、算出部３８は、判定部３６の判定した土壌の土質と、土壌２８の誘電率ε１と、に基づき、土壌２８中の水分量を算出する（ステップＳ１６）。その後、終了する。
【００１７】
以上のように、図２（ａ）に示した本体部３０を備える土壌センサは、土壌の土質を判定することができる。図２（ｂ）に示した本体部３０を備える土壌センサは、加えて土壌２８の水分量を算出することができる。
【００１８】
図４は、土壌の比誘電率と土壌中の水分量との関係の例を示す図である。図４において、土壌が黒土の場合を実線Ｆ１、土壌が川砂の場合を実線Ｆ２で示している。図４のように、黒土と、川砂とは、土壌の比誘電率ε１＊と土壌の水分量との関係が大きく異なる。
【００１９】
未知の土壌の体積Ｖｓ中に含まれる水分の体積をＶｗとした場合、土壌中の水分の体積含有率（水分量）Ｗ１は、Ｗ１＝Ｖｗ／Ｖｓとなる。土壌の水分量Ｗ１は、誘電率（または比誘電率）ε１を用い、以下の相関曲線で表される。
Ｗ１＝Ｆｎ（ε１）
ここで、Ｆｎは土質ごとの相関曲線である。
【００２０】
このように、誘電率（または比誘電率）に相関曲線Ｆｎを適用することにより、土壌中の水分量を算出可能である。しかしながら、相関曲線Ｆｎは土質ごとに異なる。このため、土質が不明な状態では体積水分量Ｗ１を算出できない。
【００２１】
一方、既知の参照材１６の体積Ｖｓ０中に含まれる水分の体積Ｖｗ０とした場合、参照材１６の水分の体積含有率（水分量）Ｗ０は、Ｗ０＝Ｖｗ０／Ｖｓ０となる。参照材１６の水分量Ｗ０は、誘電率（または比誘電率）ε０を用い、以下の相関曲線を用い表される。
Ｗ０＝Ｆ０（ε０）
相関曲線Ｆ０は既知のため、誘電率（または比誘電率）ε０を用い、参照材１６内の水分量Ｗ０を算出できる。
【００２２】
土壌の水分量Ｗ１と参照材１６の水分量Ｗ０は、土壌と参照材１６との吸水性の違いにより、土壌ごとに一定の相関がある。例えば、Ｆ１（ε１）とＦ０（ε０）との間には一定の相関がある。
【００２３】
図５は、参照材の比誘電率ε０＊と土壌の比誘電率ε１＊との関係を示す測定結果の例である。図５において、土壌が黒土の測定点を黒丸、土壌が川砂の測定点を白丸で示している。実線は、各点から最小二乗法を用い計算した直線である。黒土の比誘電率ε０＊とε１＊の相関曲線Ｅ１（ε０＊、ε１＊）と、川砂の比誘電率ε０＊とε１＊の相関曲線Ｅ２（ε０＊、ε１＊）と、は異なる。
【００２４】
したがって、土壌２８の誘電率ε１と参照材１６の誘電率ε０とを計測し、比較することにより、土壌の土質を推定することができる。土壌の土質が推定できれば、推定した土壌の誘電率と水分量との相関曲線Ｆｎを用い、土壌の水分量を算出できる。
【００２５】
実施例１によれば、図３（ａ）のステップＳ１４のように、判定部３６が第１電極１２を用い計測した土壌２８の誘電率と、第２電極１４を用い計測した参照材１６の誘電率と、に基づき、土壌２８の土質を判定する。このように、土壌２８の土質を判定することができる。
【００２６】
また、図３（ｂ）のステップＳ１６のように、算出部３８が判定部３６の判定した土壌２８の土質と、第１電極１２を用い計測した土壌２８の誘電率ε１と、に基づき、土壌２８中の水分量を算出する。このように、土壌２８中の水分量を算出することができる。
【実施例２】
【００２７】
図６は、実施例２に係る土壌センサの本体部のブロック図である。図６のように、本体部３０は、実施例１の図２に比べ第１記憶部３７および第２記憶部３９を備えている。第１記憶部３７および第２記憶部３９は、不揮発性メモリまたは揮発性メモリであり、例えばフラッシュメモリまたはハードディスクユニット等である。第１記憶部３７は、土壌の複数の土質ｎに対応した相関曲線Ｅｎ（ε０、ε１）を記憶している。ここで、相関曲線Ｅｎ（ε０、ε１）は、土壌２８の土質ｎに対応した土壌２８の誘電率ε１と参照材１６の誘電率ε０との相関曲線である。相関曲線Ｅｎ（ε０、ε１）は、複数の既知の土質に対し予め計測され、第１記憶部３７に記憶されている。第２記憶部３９は、土壌の土質ｎに対応した、土壌の誘電率ε１と水分量Ｗ１との相関曲線Ｆｎを記憶している。相関曲線Ｆｎは、複数の既知の土質に対し予め計測され、第２記憶部３９に記憶されている。本体部３０のその他の構成および埋没部２６は、実施例１と同じであり説明を省略する。
【００２８】
図７は、実施例２に係る判定部の動作を示すフローチャートである。図７のように、判定部３６は、土壌誘電率計測部３２から土壌２８の誘電率ε１を取得する（ステップＳ２０）。次に、判定部３６は、参照誘電率計測部３４から参照材１６の誘電率を取得する（ステップＳ２２）。ステップＳ２０とステップＳ２２とは同時に行なってもよく、ステップＳ２２をステップＳ２０より先に行なってもよい。判定部３６は、終了か判定する（ステップＳ２４）。例えば、判定部３６は、所定時間ごとに所定回数、ステップＳ２０およびＳ２２を繰り返した場合、終了と判定する。所定回数は、例えば２回でもよい。３回以上でもよい。例えば、所定回数を２回とすることにより、より早く誘電率の計測を終了することができる。土質の判定の精度を向上させるためには、誘電率の計測は、より多く回数行なうことが好ましい。さらに、土質の判定の精度を向上させるためには、より異なる水分量について、誘電率の計測を行なうことが好ましい。また、例えば、判定部３６は、水分量の差または誘電率の差が所定以上となった場合、Ｙｅｓと判定してもよい。ステップＳ２４においてＮｏの場合ステップＳ２０に戻る。
【００２９】
ステップＳ２４においてＹｅｓの場合、判定部３６は、取得した土壌２８の誘電率ε１と参照材１６の誘電体ε０とから、土壌２８の誘電率ε１と参照材１６の誘電体ε０との相関曲線Ｅ（ε０、ε１）を算出する（ステップＳ２６）。判定部３６は、第１記憶部３７から複数の土質ｎに対応した相関曲線Ｅｎ（ε０、ε１）を取得する（ステップＳ２８）。判定部３６は、相関曲線Ｅｎ（ε０、ε１）のうち相関曲線Ｅ（ε０、ε１）と最も相関の高いＥｎ（ε０、ε１）に対応する土質を、土壌２８の土質と判定する（ステップＳ３０）。
【００３０】
図８（ａ）および図８（ｂ）は、それぞれ判定部および算出部の動作の例を説明する模式図である。図８（ａ）の横軸は参照材１６の誘電率ε０、縦軸は土壌２８の誘電率ε１である。相関曲線Ｅ１からＥ３は、第１記憶部３７に記憶された、土質１〜３に対応した誘電率ε１と誘電率ε０との相関曲線である。図７のステップＳ２６において、判定部３６は、未知の土質の土壌２８について、第１電極１２を用い計測した土壌２８の誘電率ε１と第２電極１４を用い計測した参照材１６の誘電率ε０との相関曲線Ｅ（ε０、ε１）を算出する。ステップＳ３０において、判定部３６は、相関曲線Ｅ１からＥ３のうち相関曲線Ｅ（ε０、ε１）と最も相関の高い相関曲線Ｅ２を選択する。図８の例においては、相関曲線Ｅ２に対応する土質２を、土壌２８の土質と判定する。最も相関の高い相関曲線は、例えば、相関曲線Ｅ１からＥ３と相関曲線Ｅ（ε０、ε１）との距離の平均が最も小さい相関曲線Ｅ１からＥ３を選択してもよい。また、相関曲線Ｅ１からＥ３が直線の場合、傾きが相関曲線Ｅ（ε０、ε１）に最も近い相関曲線を選択してもよい。
【００３１】
図９は、実施例２に係る土壌センサの算出部の動作を示すフローチャートである。図９のように、算出部３８は、参照誘電率計測部３４から計測した土壌２８の誘電率ε１を取得する（ステップＳ５０）。算出部３８は、判定部３６が判定した土壌の土質を取得する（ステップＳ５２）。ステップＳ５０とＳ５２との順番は逆でもよい。算出部３８は、第２記憶部３９から判定部３６が判定した土質に対応する相関曲線Ｆｎを取得する（ステップＳ５４）。算出部３８は、土質と相関曲線Ｆｎとから土壌の水分量を算出する（ステップＳ５６）
【００３２】
図８（ｂ）の横軸は土壌の誘電率ε１、縦軸は土壌の水分量Ｗ１である。相関曲線Ｆ１からＦ３は、第２記憶部３９に記憶された土質１〜３に対応した誘電率ε１と水分量との相関曲線である。図９のステップＳ５４において、算出部３８は、判定部３６が判定した土質の相関曲線Ｆ２を取得する（ステップＳ５４）。ステップＳ５６において、算出部３８は相関曲線Ｆ２を用い、第１電極１２を用い計測した土壌２８の誘電率ε１´に対応する水分量Ｗ１´を算出する。
【００３３】
実施例２によれば、図７のステップＳ３０のように、判定部３６は、第１電極１２を用い計測した土壌２８の誘電率ε１と、第２電極１４を用い計測した参照材１６の誘電率ε０と、相関曲線Ｅｎと、から土壌２８の土質を判定する。これにより、相関曲線Ｅｎを用い土質を判定するため、土質をより正確に判定することができる。
【００３４】
また、図８（ａ）のように、判定部３６は、第１記憶部３７に記憶された相関曲線Ｅｎのうち、計測した相関曲線Ｅ（ε０、ε１）と、最も相関関係がある相関曲線に対応した土質を、土壌２８の土質と判定する。これにより、計測した相関曲線Ｅに最も相関の高い相関曲線Ｅｎの土質を土壌２８の土質と判定するため、より正確に土質を判定することができる。
【００３５】
さらに、図８（ｂ）のように、算出部３８は、第１電極１２を用い計測した土壌２８の誘電率ε１と、第２記憶部３９に記憶された相関曲線Ｆｎと、から土壌２８中の水分量を算出する。これにより、より正確に判定された土質に基づき水分量を算出することにより、より正確な土壌２８中の水分量を算出できる。
【実施例３】
【００３６】
実施例３は、実施例２とは別の方法で、判定部３６が土壌の土質を判定する例である。実施例３の土壌センサにおいて、埋没部２６および本体部３０の構成は実施例２と同じであり、説明を省略する。
【００３７】
図１０は、実施例３に係る判定部の動作を示すフローチャートである。図１０のように、判定部３６は、土壌誘電率計測部３２から土壌２８の誘電率ε１を取得する（ステップＳ４０）。次に、判定部３６は、参照誘電率計測部３４から参照材１６の誘電率ε０を取得する（ステップＳ４２）。ステップＳ４０とステップＳ４２とは同時に行なってもよく、ステップＳ４２をステップＳ４０より先に行なってもよい。
【００３８】
判定部３６は、第１記憶部３７から複数の土質ｎに対応した相関曲線Ｅｎ（ε０、ε１）を取得する（ステップＳ４４）。判定部３６は、相関曲線Ｅｎ（ε０、ε１）のうち、計測した土壌２８の誘電率ε１および参照材１６の誘電率ε０の少なくとも一方が範囲内の相関曲線Ｅ´（ε０、ε１）を抽出する（ステップＳ４６）。判定部３６は、抽出された相関曲線Ｅ´（ε０、ε１）のうち、点（ε０、ε１）と最も距離の近い相関曲線Ｅ´（ε０、ε１）に対応する土質を、土壌２８の土質と判定する（ステップＳ４８）。算出部３８の動作は、実施例２と同じであり説明を省略する。
【００３９】
図１１（ａ）および図１１（ｂ）は、実施例３の判定部の動作の例を説明する模式図である。図１１（ａ）および図１１（ｂ）の横軸は参照材の誘電率ε０、縦軸は土壌の誘電率ε１である。まず、図１１（ａ）を用い、実施例３の判定部３６の動作の第１の例を説明する。図１１（ａ）の相関曲線Ｅ１からＥ３は、図８（ａ）と同じであり説明を省略する。相関曲線Ｅ１からＥ３のそれぞれにおいて誘電率ε１がとりうる範囲は、範囲Ｒ１からＲ３である。計測した土壌２８の誘電率はε１´であり、参照材の誘電率はε０´である。図１０のステップＳ４６において、計測した土壌２８の誘電率ε１´が範囲内の相関曲線はＥ２およびＥ３である。そこで、判定部３６は、相関曲線Ｅ１およびＥ２を抽出する。ステップＳ４８において、判定部３６は、抽出された相関曲線Ｅ１およびＥ２のうち、最も計測された点（ε０´、ε１´）に近い相関曲線Ｅ３に対応する土質を、土壌２８の土質と判定する。
【００４０】
次に、図１１（ｂ）を用い、実施例３の判定部の動作の第２の例を説明する。図１１（ｂ）の相関曲線Ｅ４からＥ６は、それぞれ異なる土質の相関曲線である。相関曲線Ｅ４からＥ６のそれぞれにおいて参照材１６の誘電率ε０がとりうる範囲は、範囲Ｒ４からＲ６である。計測した土壌２８の誘電率はε１´であり、参照材の誘電率はε０´である。図１０のステップＳ４６において、計測した参照材１６の誘電率ε０´が範囲内の相関曲線はＥ５およびＥ６である。そこで、判定部３６は、相関曲線Ｅ５およびＥ６を抽出する。ステップＳ４８において、判定部３６は、抽出された相関曲線Ｅ５およびＥ６のうち、最も計測された点（ε０´、ε１´）に近い相関曲線Ｅ５に対応する土質を、土壌２８の土質と判定する。
【００４１】
さらに、判定部３６は、第２記憶部３９に記憶された相関曲線Ｅｎのうち、計測した土壌２８の誘電率ε１´が所定の範囲内であり、かつ計測した参照材１６の誘電率ε０´が所定の範囲内の相関曲線を抽出してもよい。
【００４２】
実施例３によれば、図１１（ａ）および図１１（ｂ）のように、判定部３６は、第１記憶部３７に記憶された相関曲線のうち、計測された土壌２８の誘電率ε１´および参照材１６の誘電率ε０´が所定範囲となる相関曲線を抽出する。抽出された相関曲線のうち、計測された点（ε０´、ε１´）との距離が最も近い相関曲線に対応する土質を土壌２８の土質と判定する。これにより、土壌２８の土質を判定することができる。実施例３によれば、第１電極１２および第２電極１４を用いた誘電率の測定が１回のため、短時間で土質を判定することができる。
【００４３】
実施例２および実施例３の土壌センサにおいては、実施例１の図２（ａ）および図３（ａ）で説明したように、土壌の土質を判定し、土壌の水分量は算出しなくてもよい。
【００４４】
実施例２から実施例３において、土壌の誘電率ε１と参照材の誘電率ε０との相関曲線Ｅｎから土壌２８の土質を判定する例を説明した。当然のことながら、相関曲線Ｅｎは、土壌２８の比誘電率ε１＊と参照材１６の比誘電率ε０＊とで表すことができる。また、相関曲線Ｅｎは、第１電極１２間の静電容量と第２電極１４間の静電容量とで表すことができる。さらに、実施例２から実施例３において、土壌の誘電率ε１と土壌の水分量Ｖｗとの相関曲線Ｆｎから土壌２８の水分量を判定する例を説明した。当然のことながら、相関曲線Ｆｎは、土壌２８の比誘電率ε１＊と水分量Ｗ１とで表すことができる。また、相関曲線Ｆｎは、第１電極１２間の静電容量と水分量Ｗ１とで表すことができる。
【００４５】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【００４６】
実施例１〜３を含む実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
付記１：
土壌と直接接触する第１電極と、透水性および保水性を備える参照材と、前記参照材を介し前記土壌と接触する第２電極と、前記第１電極を用い計測した前記土壌の誘電率と、前記第２電極を用い計測した前記参照材の誘電率と、に基づき、前記土壌の土質を判定する判定部と、を具備することを特徴とする土壌センサ。
付記２：
前記判定部の判定した前記土壌の土質と、前記第１電極を用い計測した前記土壌の誘電率と、に基づき、前記土壌中の水分量を算出する算出部を具備する付記１記載の土壌センサ。
付記３：
前記土壌の土質に対応した前記土壌の誘電率と前記参照材の誘電率との相関曲線を記憶する第１記憶部を具備し、前記判定部は、前記第１電極を用い計測した前記土壌の誘電率と前記第２電極を用い計測した前記参照材の誘電率と、前記第１記憶部に記憶された相関曲線と、から前記土壌の土質を判定することを特徴とする付記１または２記載の土壌センサ。
付記４：
前記判定部は、前記第１記憶部に記憶された相関曲線のうち、前記第１電極を用い計測した前記土壌の誘電率と前記第２電極を用い計測した前記参照材の誘電率との相関曲線と、最も相関関係がある相関曲線に対応した土質を、前記土壌の土質と判定することを特徴とする付記３記載の土壌センサ。
付記５：
前記判定部は、前記第１記憶部に記憶された相関曲線のうち、前記第１電極を用い計測した前記土壌の誘電率と前記第２電極を用い計測した前記参照材の誘電率と少なくとも一方が所定範囲となる相関曲線を抽出し、抽出された相関曲線のうち、前記第１電極を用い計測した前記土壌の誘電率と、前記第２電極を用い計測した前記参照材の誘電率とが示す点との距離が最も近い相関曲線に対応する土質を前記土壌の土質と判定することを特徴とする付記３記載の土壌センサ。
付記６：
前記土壌の土質に対応した前記土壌の誘電率と水分量との相関曲線を記憶する第２記憶部を具備し、前記算出部は、前記判定部が判定した土質と、前記第１電極を用い計測した前記土壌の誘電率と、前記相関曲線と、から前記土壌中の水分量を算出することを特徴とする付記２記載の土壌センサ。
付記７：
土壌と直接接触する第１電極を用い前記土壌の誘電率を計測し、透水性および保水性を備える参照材を介し前記土壌と接触する第２電極を用い前記参照材の誘電率を計測し、前記土壌の誘電率と前記参照材の誘電率とに基づき、前記土壌の土質を判定することを特徴とする土壌センシング方法。
付記８
判定された前記土壌の土質と、前記土壌の誘電率と、に基づき、前記土壌中の水分量を算出することを特徴とする付記７記載の土壌センシング方法。
【符号の説明】
【００４７】
１２      第１電極
１４      第２電極
１６      参照材
１８      支持部
２６      埋没部
２８      土壌
３０      本体部
３２      土壌誘電率計測部
３４      参照誘電率計測部
３６      判定部
３７      第１記憶部
３８      算出部
３９      第２記憶部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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