(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
土壌中に挿入される挿入部と、
前記挿入部に設けられる複数の水分検出部と、を備え、
前記水分検出部は、多孔質部を備えるテンシオメータから構成され、前記挿入部の挿入方向に沿って配列され、
前記多孔質部は、前記挿入方向を軸方向とする筒状に構成されることを特徴とする、
土壌水分測定装置。
【請求項２】
土壌中に挿入される挿入部と、
前記挿入部に設けられる複数の水分検出部と、を備え、
前記水分検出部は、多孔質部を備えるテンシオメータから構成され、前記挿入部の挿入方向に沿って配列され、
前記水分検出部は、前記挿入方向の両端に連結部を備え、前記連結部を介して前記水分検出部同士が互いに連結可能に構成されることを特徴とする、
土壌水分測定装置。
【請求項３】
前記挿入部の少なくとも一部は、互いに連結された複数の前記水分検出部から構成されることを特徴とする、
請求項２に記載の土壌水分測定装置。
【請求項４】
土壌中に挿入される挿入部と、
前記挿入部に設けられる複数の水分検出部と、を備え、
前記水分検出部は、多孔質部を備えるテンシオメータから構成され、前記挿入部の挿入方向に沿って配列され、
前記水分検出部は、
前記多孔質部を介して外部と連通する測定空間と、
前記挿入方向を軸方向として前記測定空間を貫通する筒状の貫通部材と、を備え、
前記貫通部材の内部に、前記水分検出部が通信を行うための通信線が通されることを特徴とする、
土壌水分測定装置。
【請求項５】
前記貫通部材の内部に、前記水分検出部に電力を供給するための電力供給線が通されることを特徴とする、
請求項４に記載の土壌水分測定装置。
【請求項６】
前記水分検出部は、
前記測定空間に対して前記挿入部の先端側に配置され、前記測定空間内の圧力を検出する圧力検出器と、
前記測定空間に対して前記挿入部の先端側に配置され、前記測定空間内の水の量が所定の量まで減少したことを検出する水量検出器と、を備えることを特徴とする、
請求項４または５に記載の土壌水分測定装置。
【請求項７】
土壌中に挿入される挿入部と、
前記挿入部に設けられる複数の水分検出部と、を備え、
前記水分検出部は、多孔質部を備えるテンシオメータから構成され、前記挿入部の挿入方向に沿って配列され、
前記水分検出部は、
前記多孔質部を有する筒状の中間部材と、
前記中間部材の両端の開口部を塞ぐ蓋部材と、を備えることを特徴とする、
土壌水分測定装置。
【請求項８】
前記水分検出部は、前記蓋部材を介して前記水分検出部同士が互いに連結可能に構成されることを特徴とする、
請求項７に記載の土壌水分測定装置。
【請求項９】
土壌中に挿入される挿入部と、
前記挿入部に設けられる複数の水分検出部と、を備え、
前記水分検出部は、多孔質部を備えるテンシオメータから構成され、前記挿入部の挿入方向に沿って配列され、
前記水分検出部は、前記挿入方向の両端に連結部を備え、前記連結部を介して前記水分検出部同士が互いに連結可能に構成され、
前記水分検出部は、自身を制御する測定制御部を備え、
前記測定制御部は、
測定を実行する測定手段と、
他の前記水分検出部に対する自身の相対的な位置を検出する位置検出手段と、を備えることを特徴とする、
土壌水分測定装置。
【請求項１０】
土壌中に挿入される挿入部と、
前記挿入部に設けられる複数の水分検出部と、を備え、
前記水分検出部は、多孔質部を備えるテンシオメータから構成され、前記挿入部の挿入方向に沿って配列され、
前記水分検出部による測定結果を記憶する記憶部が設けられ、前記挿入部が接続される本体部を備えることを特徴とする、
土壌水分測定装置。
【請求項１１】
前記本体部に設けられ、前記水分検出部を制御する基本制御部を備え、
前記基本制御部は、前記記憶部に記憶された定義ファイルに基づいて前記水分検出部に測定を実行させる基本制御手段を備えることを特徴とする、
請求項１０に記載の土壌水分測定装置。
【請求項１２】
前記本体部に設けられ、外部の機器と通信を行う通信部を備え、
前記基本制御部は、
前記通信部を制御して前記外部の機器から前記定義ファイルを受信する通信制御手段と、
前記外部の機器から受信した前記定義ファイルが最新のものである場合に、前記記憶部に記憶された前記定義ファイルを更新する設定更新手段と、を備えることを特徴とする、
請求項１１に記載の土壌水分測定装置。
【請求項１３】
前記通信制御手段は、前記水分検出部による測定結果を前記外部の機器へ送信する度に前記外部の機器から前記定義ファイルを受信することを特徴とする、
請求項１２に記載の土壌水分測定装置。
【請求項１４】
前記本体部に設けられる通信開始スイッチを備え、
前記通信制御手段は、前記通信開始スイッチが操作された場合に、前記水分検出部による測定結果を前記外部の機器へ送信することを特徴とする、
請求項１２または１３に記載の土壌水分測定装置。
【請求項１５】
筒状の多孔質部と、
前記多孔質部の軸方向の両側に設けられた連結部と、を備え、
前記連結部を介して互いに連結可能に構成されることを特徴とする、
テンシオメータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土壌に含まれる水分量を測定する土壌水分測定装置およびテンシオメータならびに土壌水分測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、植物の栽培において土壌の水分量を管理することは、植物の生育および品質を維持する上で重要な項目となっている。土壌の水分量を測定する方法としては、例えば静電容量式等の各種手法が存在しているが、農業や林業、園芸等の植物の栽培に関わる分野においてはテンシオメータが一般に使用されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このテンシオメータは、セラミックス等の多孔質体を介して周囲の土壌と連通する測定空間内に水を封入し、多孔質体を介して水が周囲の土壌に吸引されることに伴う測定空間内の圧力変化から土壌水分張力（ｐＦ値）を測定するものである。この土壌水分張力は、土壌中の水分量を直接表わすものではないが、植物の根が土壌中の水分を吸上げるのに必要な力ともいえるため、植物の栽培における灌水量の指標として広く用いられている。また、ｐＦ試験を行うことで、土壌水分張力から土壌の水分量を換算することもできる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−５８２０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のテンシオメータは、上記特許文献１に示されるように、土壌中に挿入される棒状の挿入部の先端に多孔質体（ポーラスカップ）を備えるものが殆どであり、測定位置（深さ）が一箇所に限定されるという問題があった。このため、例えば土壌中の水分量をより正確に把握するために、水分量の深さ方向の分布を調べたいといった場合には、長さの異なる複数のテンシオメータを用意する必要があり、測定に手間がかかるという問題があった。また、深さごとにテンシオメータを土壌中に挿入する必要があることから、深さごとにテンシオメータの水平方向の位置や測定時期が異なることとなり、土壌中の水分量の深さ方向の分布を正確に測定することは困難であった。
【０００６】
本発明は、斯かる実情に鑑み、より多面的な測定を簡便に行うことが可能な土壌水分測定装置およびテンシオメータならびに土壌水分測定方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本発明は、土壌中に挿入される挿入部と、前記挿入部に設けられる複数の水分検出部と、を備え、前記水分検出部は、多孔質部を備えるテンシオメータから構成され、前記挿入部の挿入方向に沿って配列されることを特徴とする、土壌水分測定装置である。
【０００８】
（２）本発明はまた、前記多孔質部は、前記挿入方向を軸方向とする筒状に構成されることを特徴とする、上記（１）に記載の土壌水分測定装置である。
【０００９】
（３）本発明はまた、前記水分検出部は、前記挿入方向の両端に連結部を備え、前記連結部を介して前記水分検出部同士が互いに連結可能に構成されることを特徴とする、上記（１）または（２）に記載の土壌水分測定装置である。
【００１０】
（４）本発明はまた、前記挿入部の少なくとも一部は、互いに連結された複数の前記水分検出部から構成されることを特徴とする、上記（３）に記載の土壌水分測定装置である。
【００１１】
（５）本発明はまた、前記水分検出部は、前記多孔質部を介して外部と連通する測定空間と、前記挿入方向を軸方向として前記測定空間を貫通する筒状の貫通部材と、を備え、前記貫通部材の内部に、前記水分検出部が通信を行うための通信線が通されることを特徴とする、上記（１）乃至（４）のいずれかに記載の土壌水分測定装置である。
【００１２】
（６）本発明はまた、前記貫通部材の内部に、前記水分検出部に電力を供給するための電力供給線が通されることを特徴とする、上記（５）に記載の土壌水分測定装置である。
【００１３】
（７）本発明はまた、前記水分検出部は、前記測定空間に対して前記挿入部の先端側に配置され、前記測定空間内の圧力を検出する圧力検出器と、前記測定空間に対して前記挿入部の先端側に配置され、前記測定空間内の水の量が所定の量まで減少したことを検出する水量検出器と、を備えることを特徴とする、上記（５）または（６）に記載の土壌水分測定装置である。
【００１４】
（８）本発明はまた、前記水分検出部は、前記多孔質部を有する筒状の中間部材と、前記中間部材の両端の開口部を塞ぐ蓋部材と、を備えることを特徴とする、上記（１）乃至（７）のいずれかに記載の土壌水分測定装置である。
【００１５】
（９）本発明はまた、前記水分検出部は、前記蓋部材を介して前記水分検出部同士が互いに連結可能に構成されることを特徴とする、上記（８）に記載の土壌水分測定装置である。
【００１６】
（１０）本発明はまた、前記水分検出部は、自身を制御する測定制御部を備え、前記測定制御部は、測定を実行する測定手段と、他の前記水分検出部に対する自身の相対的な位置を検出する位置検出手段と、を備えることを特徴とする、上記（１）乃至（９）のいずれかに記載の土壌水分測定装置である。
【００１７】
（１１）本発明はまた、前記水分検出部による測定結果を記憶する記憶部が設けられ、前記挿入部が接続される本体部を備えることを特徴とする、上記（１）乃至（１０）のいずれかに記載の土壌水分測定装置である。
【００１８】
（１２）本発明はまた、前記本体部に設けられ、前記水分検出部を制御する基本制御部を備え、前記基本制御部は、前記記憶部に記憶された定義ファイルに基づいて前記水分検出部に測定を実行させる基本制御手段を備えることを特徴とする、上記（１１）に記載の土壌水分測定装置である。
【００１９】
（１３）本発明はまた、前記本体部に設けられ、外部の機器と通信を行う通信部を備え、前記基本制御部は、前記通信部を制御して前記外部の機器から前記定義ファイルを受信する通信制御手段と、前記外部の機器から受信した前記定義ファイルが最新のものである場合に、前記記憶部に記憶された前記定義ファイルを更新する設定更新手段と、を備えることを特徴とする、上記（１２）に記載の土壌水分測定装置である。
【００２０】
（１４）本発明はまた、前記通信制御手段は、前記水分検出部による測定結果を前記外部の機器へ送信する度に前記外部の機器から前記定義ファイルを受信することを特徴とする、上記（１３）に記載の土壌水分測定装置である。
【００２１】
（１５）本発明はまた、前記本体部に設けられる通信開始スイッチを備え、前記通信制御手段は、前記通信開始スイッチが操作された場合に、前記水分検出部による測定結果を前記外部の機器へ送信することを特徴とする、上記（１３）または（１４）に記載の土壌水分測定装置である。
【００２２】
（１６）本発明はまた、筒状の多孔質部と、前記多孔質部の軸方向の両側に設けられた連結部と、を備え、前記連結部を介して互いに連結可能に構成されることを特徴とする、テンシオメータである。
【００２３】
（１７）本発明はまた、所定の方向に沿って一列に配列された複数のテンシオメータを前記所定の方向に沿って土壌内に挿入し、複数位置における土壌水分張力を測定することを特徴とする、土壌水分測定方法である。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に係る土壌水分測定装置およびテンシオメータならびに土壌水分測定方法によれば、より多面的な測定を簡便に行うことが可能という優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態に係る土壌水分測定装置の使用状態を示した概略図である。
【図２】水分検出部の構成を示した概略断面図である。
【図３】（ａ）図２におけるＡ−Ａ線断面図である。（ｂ）図３（ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】本体部の構成を示した概略断面図である。
【図５】基本制御部および測定制御部の接続状態および機能構成を示したブロック図である。
【図６】２つの水分検出部の間に配置されるスペーサを挿入部に設けるようにした場合の一例を示した概略図である。
【図７】多孔質部および測定空間の位置が異なる複数種類の水分検出部を使用するようにした場合の一例を示した概略図である。
【図８】本体部に通信開始スイッチを設けるようにした場合の一例を示した概略図である。
【図９】（ａ）〜（ｃ）圧力検出器のプローブがより空気に触れにくいようにした場合の例を示した概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して説明する。なお、以下の各図においては、理解を容易にするために図示を省略または簡略化した部分があり、また、各部の寸法比は必ずしも正確なものではない。
【００２７】
図１は、本実施形態に係る土壌水分測定装置１の使用状態を示した概略図である。同図に示されるように、土壌水分測定装置１は、土壌１００中に挿入される挿入部１０と、挿入部１０に接続される本体部２０と、を備えている。挿入部１０は、土壌１００中に差し込みやすいように略棒状に構成されており、挿入方向に沿って配列された複数の水分検出部３０を備えている。
【００２８】
この水分検出部３０は、土壌１００と接触して土壌水分張力（ｐＦ値）を測定するものである。水分検出部３０は、例えば素焼きの陶磁器等の多孔質の素材からなる筒状（円筒状）の多孔質部３０ａと、多孔質部３０ａを介して周囲の土壌１００と連通する空間である測定空間３０ｂと、を有している。すなわち、水分検出部３０は、測定空間３０ｂ内に封入された水が多孔質部３０ａを介して周囲の土壌に吸引されることに伴う測定空間３０ｂ内の圧力変化から土壌水分張力を測定するテンシオメータから構成されている。
【００２９】
本実施形態では、多孔質部３０ａを筒状に構成することで、複数の水分検出部３０を挿入方向に沿って挿入部１０に配列することを可能としている。そして、本実施形態では、このように複数の水分検出部３０を挿入方向に沿って配列することで、土壌１００中の異なる深さの地点における土壌水分張力を測定することを可能としている。具体的に図１に示す例では、挿入部１０に６つの水分検出部３０を設けることで、地面１０１からの深さがＤ１〜Ｄ６となる６箇所の測定位置における土壌水分張力を測定することを可能としている。
【００３０】
このように、深さ方向の複数の測定位置における土壌水分張力を測定することで、土壌１００における土壌水分張力の深さ方向の分布を求めることが可能となる。また、深さ方向の複数の測定位置における測定値の例えば平均値を求めることで、局所的な外乱等の影響を排除し、土壌１００における土壌水分張力をより高精度に把握することが可能となる。すなわち、本実施形態では、土壌水分についてより多面的な測定を行うことが可能であり、より多彩な視点から土壌水分および土壌そのものを評価することが可能となっている。
【００３１】
水分検出部３０は、単独で土壌水分張力を測定可能な１つのテンシオメータユニットとして構成されている。さらに本実施形態では、水分検出部３０を互いに連結可能に構成することで、互いに連結された複数の水分検出部３０をそのまま挿入部１０の一部として使用すると共に、連結する水分検出部３０の個数を変更するだけで容易に測定位置の数を変更可能としている。
【００３２】
なお、本実施形態では、先端部材４０を最も先端側の水分検出部３０に連結することで、最も先端側の水分検出部３０を適切に保護すると共に、先端部材４０の先端を適宜に尖らせることで、挿入部１０の土壌１００中への挿入を容易にしている。また、本実施形態では、本体部２０を直接水分検出部３０と連結可能に構成することで、土壌水分測定装置１を簡潔に構成すると共に、土壌水分測定装置１の組み立ておよび取り扱いを容易にしている。
【００３３】
図２は、水分検出部３０の構成を示した概略断面図である。また、図３（ａ）は、図２におけるＡ−Ａ線断面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図である。これらの図に示されるように、水分検出部３０は、測定空間３０ｂを形成する中間部材３１、先端側蓋部材３２および基端側蓋部材３３と、測定空間３０ｂ内を貫通する貫通部材３４と、を備えている。水分検出部３０はまた、測定空間３０ｂ内の圧力を測定するための圧力検出器３５と、測定空間３０ｂ内に封入された水が所定の量まで減少したことを検出するための水量検出器３６と、これらの検出器を含む水分検出部３０全体を制御する測定制御部３７と、水分検出部３０を隣接する水分検出部３０または本体部２０と電気的に接続するためのケーブル３８と、を備えている。
【００３４】
中間部材３１は、素焼きの陶磁器等の適宜のセラミックスから構成され、挿入部１０の挿入方向を軸方向（図２の上下方向）とする段付き円筒状の部材である。中間部材３１の軸方向の両端部は、それぞれ先端側蓋部材３２および基端側蓋部材３３内に挿入される小径部３１ａ、３１ｂとなっている。そして、２つの小径部３１ａ、３１ｂの間の大径部３１ｃは、外部に露出して筒状の多孔質部３０ａを構成する部分となっている。
【００３５】
先端側蓋部材３２および基端側蓋部材３３は、適宜の強度および合成を有する金属または樹脂等から構成され、挿入部１０の挿入方向を軸方向とする略円柱状の部材である。先端側蓋部材３２および基端側蓋部材３３は、円筒状の中間部材３１の両端の開口を塞ぐことによって測定空間３０ｂを形成する。さらに、本実施形態では、先端側蓋部材３２に先端側連結部３０ｃを設け、基端側蓋部材３３に基端側連結部３０ｄを設けることで、水分検出部３０同士を互いに連結可能としている。
【００３６】
先端側蓋部材３２の先端側（図２の下側）には、測定制御部３７を収容するための制御用凹部３２ａが設けられ、基端側（図２の上側）には、中間部材３１の小径部３１ａを収容して中間部材３１を接続するための接続用凹部３２ｂが設けられている。また、制御用凹部３２ａの底部３２ａ１には、圧力検出器３５を収容するための圧力検出用凹部３２ｃと、水量検出器３６を収容するための水量検出用凹部３２ｄと、が設けられている。さらに、制御用凹部３２ａの底部３２ａ１と接続用凹部３２ｂの底部３２ｂ１の間には、貫通部材３４を固定するための固定用孔３２ｅが設けられている。また、接続用凹部３２ｂの底部３２ｂ１の水量検出用凹部３２ｄに対応する位置には、水量検出器３６を圧力検出器３５よりも基端側（上側）に配置するための凸部３２ｆが設けられている。
【００３７】
また、先端側蓋部材３２の先端側端部には、先端側連結部３０ｃが設けられている。先端側連結部３０ｃは、先端側蓋部材３２の他の部分よりも小径に構成されると共に、その外周面には雄ねじ３０ｃ１が形成されている。
【００３８】
基端側蓋部材３３の先端側（図２の下側）には、中間部材３１の小径部３１ｂを収容して中間部材３１を固定するための接続用凹部３３ａが設けられ、基端側（図２の上側）には、基端側連結部３０ｄを備える連結用凹部３３ｂが設けられている。さらに、接続用凹部３３ａの底部３３ａ１と連結用凹部３３ｂの底部３３ｂ１の間には、測定空間３０ｂ内に水を供給するための供給用孔３３ｃと、貫通部材３４を固定するための固定用孔３３ｄが設けられている。供給用孔３３ｃの内周面には、雌ねじ３３ｃ１が形成されており、ねじ３３ｅによって供給用孔３３ｃに栓がされるように構成されている。
【００３９】
基端側連結部３０ｄは、基端側蓋部材３３の基端側端部となる連結用凹部３３ｂの開口側に設けられている。基端側連結部３０ｄは、連結される先端側連結部３０ｃを収容すべく連結用凹部３３ｂの他の部分よりも大径に構成されると共に、その内周面には先端側連結部３０ｃの雄ねじ３０ｃ１と螺合する雌ねじ３０ｄ１が形成されている。
【００４０】
貫通部材３４は、適宜の強度および合成を有する金属または樹脂等から構成された段付き円筒状の部材である。貫通部材３４は、両端の小径部３４ａ、３４ｂが先端側蓋部材３２および基端側蓋部材３３の固定用孔３２ｅ、３３ｄ内に挿入されることで先端側蓋部材３２および基端側蓋部材３３の間に固定されている。従って、貫通部材３４は、挿入部１０の挿入方向を軸方向として測定空間３０ｂ内を貫通するように配置されており、先端側蓋部材３２の制御用凹部３２ａおよび基端側蓋部材３３の連結用凹部３３ｂを連通する部材となっている。
【００４１】
本実施形態では、貫通部材３４をこのように設け、貫通部材３４内にケーブル３８を通すことで、土壌水分張力の測定精度に影響を及ぼすことなく、水分検出部３０の先端側から基端側にかけてケーブル３８を配置することを可能としている。すなわち、貫通部材３４をこのように設けることで、測定空間３０ｂの密閉性を確保しつつ、ケーブル３８を適切に保護した状態で配置することが可能となる。また、ケーブル３８を測定空間３０ｂの内部に通すことで、筒状の多孔質部３０ａの全周を周囲の土壌１００と適切に接触させることが可能となる。
【００４２】
また、本実施形態では、貫通部材３４をこのように設けることで、貫通部材３４を補強部材として兼用することを可能としている。すなわち、先端側蓋部材３２および基端側蓋部材３３を貫通部材３４によって接続することで、セラミックス等の脆性材料からなる中間部材３１に過度な応力が加わらないようにしている。なお、本実施形態では、中間部材３１および測定空間３０ｂの中心軸Ｃに対して貫通部材３４をオフセットさせて配置することで、圧力検出器３５および水量検出器３６を配置するスペースを確保するようにしているが、貫通部材３４の配置がこれに限定されないことはいうまでもない。
【００４３】
圧力検出器３５は、測定制御部３７に制御されて測定空間３０ｂ内の圧力を検出するものであり、既存の各種圧力センサから構成することができる。上述のように、水分検出部３０はテンシオメータユニットであり、土壌水分張力の測定は、圧力検出器３５による測定空間３０ｂ内の圧力の検出結果に基づいて行われる。圧力検出器３５は、少なくとも一部が圧力検出用凹部３２ｃ内に収容された状態で測定空間３０ｂの下側（先端側）配置されている。水量検出器３６は、測定制御部３７に制御されて測定空間３０ｂ内に封入された水が所定の量まで減少したことを検出するものであり、既存の例えば電気抵抗式や静電容量式の水分センサ等から構成することができる。本実施形態では、水量検出器３６を設けることで、測定空間３０ｂ内に封入された水が土壌水分張力の測定が不可能または困難な程度にまで減少したことを検出するようにしている。水量検出器３６は、少なくとも一部が水量検出用凹部３２ｄ内に収容された状態で、圧力検出器３５と共に測定空間３０ｂの下側（先端側）に配置されている。また、水量検出器３６は、圧力検出器３５よりも距離Ｄだけ上側（基端側）に配置されている。
【００４４】
本実施形態では、測定空間３０ｂにおいて水が溜まる側である下側（先端側）に圧力検出器３５および水量検出器３６をまとめて配置し、検出の安定性および精度を高めるようにしている。すなわち、測定空間３０ｂ内の水量が減少した場合にも、圧力検出器３５のプローブ３５ａおよび水量検出器３６のプローブ３６ａ、すなわち測定空間３０ｂ内に配置される部分が空気に触れにくいようにすることで、検出の安定性および精度を高めるようにしている。特に、圧力検出器３５においては、プローブ３５ａが空気に触れるようになると検出結果が温度に大きく影響されることとなるが、本実施形態では、測定空間３０ｂ内の水が略枯渇するまで圧力検出器３５のプローブ３５ａが水に接した状態とすることが可能となっている。さらに、本実施形態では、測定制御部３７を、圧力検出器３５および水量検出器３６と同じく下側（先端側）に配置することで、水分検出部３０の組み立ておよびメンテナンス等を容易にしている。
【００４５】
また、本実施形態では、水量検出器３６を距離Ｄだけ圧力検出器３５の上方（基端側）に配置することで、測定空間３０ｂ内の水量の減少によって圧力検出器３５の検出精度が低下する前に、水量検出器３６が水量の減少を検出するようにしている。すなわち、本実施形態では、水量の減少を早い段階で検出することで圧力検出器３５による圧力検出の信頼性を高め、これにより、土壌水分張力の測定の信頼性を高めるようにしている。なお、距離Ｄの大きさは、特に限定されるものではなく、測定空間３０ｂの寸法および形状や、圧力検出器３５および水量検出器３６の性能等に応じて適宜に設定すればよい。また、圧力検出器３５および水量検出器３６の配置をずらすのではなく、圧力検出器３５のプローブ３５ａおよび水量検出器３６のプローブ３６ａ、すなわち測定空間３０ｂ内に配置される部分の位置を調整するようにしてもよい。
【００４６】
測定制御部３７は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を備える既存のマイコンから構成されている。本実施形態では、水分検出部３０に測定制御部３７を設けることで、各水分検出部３０が他の水分検出部３０に対する自身の相対的な位置を検出した上で、土壌水分張力の測定を行うことを可能としている。測定制御部３７の機能の詳細については後述する。
【００４７】
測定制御部３７は、制御用凹部３２ａ内に配置された基板３９上に配置されている。この基板３９は、脚部３９ａを介して制御用凹部３２ａの底部３２ａ１に固定されている。また、基板３９には、先端側に隣接する水分検出部３０のケーブル３８が接続される基板側コネクタ３９ｂが設けられている。
【００４８】
ケーブル３８は、水分検出部３０同士を電気的に接続すると共に、後述する本体部２０と水分検出部３０を電気的に接続し、水分検出部３０同士の間および本体部２０と水分検出部３０の間の通信を可能にするものである。ケーブル３８は、上述のように貫通部材３４内を通して配置されており、一端が基板３９を介して測定制御部３７に接続されている。また、ケーブル３８の他端には、基端側に隣接する水分検出部３０の基板側コネクタ３９ｂ、または後述する本体部２０の本体側コネクタ２０ａ（図４参照）に接続されるケーブル側コネクタ３８ａが設けられている。
【００４９】
なお、本実施形態では、ケーブル３８を介して本体部２０から水分検出部３０に電力を供給するようにしている。すなわち、ケーブル３８は、通信を行うための通信線として機能するだけでなく、水分検出部３０に電力を供給するための電力供給線としても機能するようになっている。
【００５０】
図１に戻って、本体部２０は、挿入部１０を土壌１００中に挿入する際に把持される部分であり、また、挿入部１０が土壌１００中に挿入された後も地面１０１の上に突出した状態を維持することで、土壌水分測定装置１の存在を示すためのものである。図４は、本体部２０の構成を示した概略断面図である。同図に示されるように、本体部２０は、筐体２１と、筐体２１の下部に設けられた接続部材２２と、を備えている。本体部２０はまた、水分検出部３０およびその他の各部を制御する基本制御部２３と、水分検出部３０による測定結果を記憶する記憶部２４と、外部の機器と通信を行う通信部２５と、土壌水分測定装置１の各部に電力を供給する電源部２６と、を備えている。
【００５１】
筐体２１は、略四角柱状の箱体であり、基本制御部２３、記憶部２４、通信部２５および電源部２６を内部に収容して保護すると共に、挿入部１０の挿入時には外側を把持されるものである。筐体２１は、着脱可能に設けられたカバー２１ａを備えており、このカバー２１ａを取り外すことで、内部の記憶部２４および電源部２６等にアクセスすることが可能となっている。
【００５２】
接続部材２２は、本体部２０の下側において挿入部１０を本体部２０に接続するためのものであり、本体側連結部２２ａを備えている。この本体側連結部２２ａは、雄ねじ２２ａ１を有し、水分検出部３０の先端側連結部３０ｃと略同一の構成となっている。すなわち、接続部材２２は、本体側連結部２２ａに基端側連結部３０ｄを連結することにより、直接水分検出部３０を接続可能に構成されている。また、接続部材２２には、最も基端側の水分検出部３０のケーブル側コネクタ３８ａと基本制御部２３に繋がる本体側コネクタ２０ａを接続するための貫通孔２２ｂが設けられている。
【００５３】
接続部材２２はまた、本体側連結部２２ａに向けて漸次外径が減少する略円錐状のテーパ部２２ｃを備えている。テーパ部２２ｃを設けることで、挿入部１０を土壌１００中に挿入した際に、地面１０１の凹凸によらず適宜に本体部２０を地面１０１と密着させることができる。これにより、土壌水分測定装置１を安定的に設置することが可能になると共に、地面１０１近傍において挿入部１０と土壌１００の間に隙間が生じるのを防止し、測定精度を高めることが可能となる。
【００５４】
基本制御部２３は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を備える既存のマイコンから構成され、基板２７上に配置されている。基本制御部２３は、基板２７および基板２７に繋がる本体側コネクタ２０ａを介してケーブル３８に接続されるようになっており、これにより、基本制御部２３および各水分検出部３０の測定制御部３７がネットワーク接続されるようになっている。
【００５５】
記憶部２４は、基本制御部２３が受信した各水分検出部３０の測定結果を記憶するものであり、基本制御部２３と共に基板２７上に配置されている。本実施形態の記憶部２４は、メモリカードスロット２４ａを備えており、このメモリカードスロット２４ａに挿入されたメモリカード２４ｂに測定結果を記憶するように構成されているが、例えばＵＳＢメモリ等、その他の記憶媒体に測定結果を記憶するようにしてもよい。
【００５６】
通信部２５は、図示を省略したアンテナを介して外部の機器と無線通信を行い、測定に関する各種設定を定義した定義ファイル等を外部の機器から受信すると共に、各水分検出部３０の測定結果等を外部の機器に送信するものである。本実施形態では、例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）やＺｉｇｂｅｅ（登録商標）等の近距離無線通信を行うように通信部２５を構成することで、消費電力を低減するようにしている。
【００５７】
電源部２６は、本体部２０の基本制御部２３および記憶部２４、ならびに水分検出部３０の圧力検出器３５、水量検出器３６および測定制御部３７等を動作させるための電力を供給するものである。電源部２６は、基板２７を介して基本制御部２３および記憶部２４に接続されると共に、本体側コネクタ２０ａに接続されている。本実施形態の電源部２６は、２本の単３形乾電池およびこれらを保持する電池ホルダから構成されているが、その他の各種一次電池または二次電池を使用するようにしてもよい。また、電源部２６は、外部の商用電源等から電力が供給されるものであってもよい。
【００５８】
次に、基本制御部２３および測定制御部３７の機能について説明する。図５は、基本制御部２３および測定制御部３７の接続状態および機能構成を示したブロック図である。上述のように、基本制御部２３および測定制御部３７は、ケーブル３８を介してネットワーク接続されている。また、記憶部２４および通信部２５は基本制御部２３に接続され、圧力検出器３５および水量検出器３６は測定制御部３７に接続されている。そして、通信部２５は、インターネット２００に接続された中継器２１０と無線通信を行い、中継器２１０およびインターネット２００を介してサーバ２２０との間で測定結果や定義ファイル等の各種データの送受信を行う。
【００５９】
基本制御部２３は、ＣＰＵがＲＯＭ等に記憶されたプログラムを実行することによって実現される機能構成として、基本制御手段２３ａ、データ記憶手段２３ｂ、通信制御手段２３ｃおよび設定更新手段２３ｄを備えている。基本制御手段２３ａは、土壌水分測定装置１全体の基本的な制御を行うと共に、記憶部２４に記憶した定義ファイルに基づいて、測定制御部３７に土壌水分張力の測定を実行させるものである。この定義ファイルには、測定開始日時、測定周期（例えば、１日おき、１週間おき等）、測定終了日時等の各種設定情報が設定されている。
【００６０】
データ記憶手段２３ｂは、測定制御部３７から送信された信号に基づき、測定結果のデータを記憶部２４のメモリカード２４ｂに記憶させると共に、通信部２５がサーバ２２０から受信した定義ファイルを記憶部２４に記憶させるものである。通信制御手段２３ｃは、通信部２５を制御し、記憶部２４に記憶された測定結果のデータ等を中継器２１０を介してサーバ２２０に送信すると共に、中継器２１０を介して定義ファイル等をサーバ２２０から受信するものである。設定更新手段２３ｄは、サーバ２２０から受信した定義ファイルと記憶部２４に記憶されている定義ファイルを比較し、最新の定義ファイルをサーバ２２０から受信したと判断したならば、記憶部２４に記憶されている定義ファイルを最新のものに更新するものである。
【００６１】
測定制御部３７は、ＣＰＵがＲＯＭ等に記憶されたプログラムを実行することによって実現される機能構成として、位置検出手段３７ａ、測定手段３７ｂおよび水量検出手段３７ｃを備えている。このうち、位置検出手段３７ａは、他の水分検出部３０に対する自身の水分検出部３０の相対的な位置を検出するものである。
【００６２】
具体的に、位置検出手段３７ａは、電源の投入後、基本制御部２３からの指令に基づき、まず基板側コネクタ３９ｂを介して隣接する水分検出部３０が接続されているか否かを検出する。そして、基板側コネクタ３９ｂに隣接する水分検出部３０が接続されている場合、すなわち自身の先端側に水分検出部３０が接続されている場合には、その接続されている水分検出部３０の測定制御部３７から送信される信号を待ち受ける。また、基板側コネクタ３９ｂに隣接する水分検出部３０が接続されていない場合には、自身の水分検出部３０が最も先端側に配置されていると判断し、その旨を位置情報として記憶すると共に、ケーブル側コネクタ３８ａを介して接続されている水分検出部３０、すなわち自身の基端側に接続されている水分検出部３０の測定制御部３７に自身の位置情報を示す信号を送信する。
【００６３】
自身の先端側に接続されている測定制御部３７からの信号を待ち受けている測定制御部３７の位置検出手段３７ａは、先端側の測定制御部３７から受信した信号に基づいて自身の水分検出部３０が先端側から何番目に配置されているかを判断し、自身の水分検出部３０が何番目であるかを位置情報として記憶すると共に、基端側に接続されている水分検出部３０の測定制御部３７に自身の位置情報を示す信号を送信する。
【００６４】
すなわち、例えば先端側から２番目の水分検出部３０の測定制御部３７の位置検出手段３７ａは、最も先端側の水分検出部３０の測定制御部３７から受信した信号に基づいて自身が２番目であると判断し、２番目である旨の位置情報を示す信号を基端側に隣接する水分検出部３０、すなわち先端側から３番目の水分検出部３０の測定制御部３７に送信する。そして、先端側から３番目の水分検出部３０の測定制御部３７の位置検出手段３７ａは、２番目の水分検出部３０の測定制御部３７から受信した信号に基づいて自身が３番目であると判断し、自身が３番目である旨の位置情報を示す信号を４番目の水分検出部３０の測定制御部３７に送信する。
【００６５】
このようにして、各水分検出部３０における位置検出手段３７ａは、自身の水分検出部３０が先端側から何番目に配置されているかを次々に検出し、位置情報として記憶する。また、最も基端側の水分検出部３０における位置検出手段３７ａは、自身の位置情報を示す信号を基本制御部２３に送信し、これにより、基本制御部２３は、水分検出部３０の個数を把握することができる。そして、基本制御部２３は、これらの位置情報に基づいて各水分検出部３０を識別すると共に、水分検出部３０の個数および寸法から各水分検出部３０が配置されている深さ、すなわち水分検出部３０の測定位置を把握する。従って、本実施形態では、位置検出手段３７ａを設けることにより、各水分検出部３０の測定位置を把握可能な形で、各水分検出部３０を識別することが可能となっている。
【００６６】
測定手段３７ｂは、圧力検出器３５を制御し、圧力検出器３５から送信された信号に基づいて土壌水分張力の測定を行うものである。測定手段３７ｂは、基本制御部２３からの指令に基づいて土壌水分張力の測定を実行し、測定結果を位置情報と共に基本制御部２３へ送信する。測定制御部３７から測定結果を受信した基本制御部２３のデータ記憶手段２３ｂは、位置情報ごと、すなわち測定位置ごとに測定結果を記憶部２４に記憶させる。
【００６７】
水量検出手段３７ｃは、水量検出器３６を制御し、水量検出器３６から送信された信号に基づいて測定空間３０ｂ内の水が所定の量、すなわち土壌水分張力の測定が不可能または困難となる量まで減少しているか否かを検出するものである。水量検出手段３７ｃは、基本制御部２３からの指令に基づき、測定手段３７ｂによる土壌水分張力の測定前に測定空間３０ｂ内の水量を測定し、水量が予め設定された所定の量まで減少していることを検出した場合には、その旨を示す信号を位置情報と共に基本制御部２３に送信する。基本制御部２３は、水量の減少を検出したことを示す信号を受信した場合、その旨を位置情報と共に記憶部２４に記憶させると共に、その位置情報に対応する測定制御部３７に土壌水分張力の測定を停止するように指令する。
【００６８】
このように、本実施形態では、基本制御部２３と複数の測定制御部３７をネットワーク接続すると共に、各測定制御部３７に位置検出手段３７ａを設けることによって、複数の測定位置における測定結果を簡便且つ効率的に記憶することを可能にしている。また、水分検出部３０の個数を自由に変更することができるため、土壌水分張力の測定位置の数を測定条件等に応じて適宜に設定することが可能となっている。
【００６９】
なお、上述の位置検出手段３７ａによる位置検出の手法は、あくまで一例であり、例えば各水分検出部３０が基端側から何番目に配置するかを検出するようにしてもよいし、その他の既知の各種手法によって各水分検出部３０が自身の相対的な位置を検出するようにしてもよい。また、位置検出手段３７ａを測定制御部３７に設けるのではなく、基本制御部２３が各水分検出部３０の相対的な位置関係を検出し、各水分検出部３０にＩＤを付与するようにしてもよい。また、基本制御部２３および水分検出部３０を接続するネットワーク構成は、特に限定されるものではなく、適宜のネットワーク構成を採用すればよい。また、ネットワーク構成によっては、位置検出専用の通信線をネットワーク接続とは別に設けるようにしてもよい。
【００７０】
次に、土壌水分測定装置１の動作手順について説明する。電源の投入後、基本制御部２３の基本制御手段２３ａは、各水分検出部３０の測定制御部３７に上述の位置検出を実行させる。各水分検出部３０の位置検出が完了したならば、基本制御手段２３ａは、予め記憶部２４に記憶された定義ファイルに基づいて各測定制御部３７に土壌水分張力の測定を実行させる。
【００７１】
土壌水分張力の測定は、定義ファイルに基づく測定タイミングごとに実行される。基本制御手段２３ａは、基本制御部２３の備えるタイマによって時間を計測し、測定タイミングが到来したならば、まず各測定制御部３７に水量検出手段３７ｃによる測定空間３０ｂ内の水量の減少の検出を実行させる。その後、基本制御手段２３ａは、水量の減少を検出しなかった測定制御部３７には、引き続き測定手段３７ｂによる土壌水分張力の測定を実行させ、データ記憶手段２３ｂは、測定制御部３７から受信した測定結果を位置情報ごとに記憶部２４に記憶させる。基本制御手段２３ａはまた、水量の減少を検出した測定制御部３７には土壌水分張力の測定を実行させず、データ記憶手段２３ｂは、水量が減少した旨を測定結果として位置情報と共に記憶部２４に記憶させる。
【００７２】
測定結果を記憶部２４に記憶したならば、次に基本制御部２３は、通信制御手段２３ｃが通信部２５を制御して測定結果をサーバ２２０に送信すると共に、サーバ２２０から定義ファイルを受信し、設定更新手段２３ｄが最新の定義ファイルをサーバ２２０から受信したか否かを判定する。そして、設定更新手段２３ｄは、最新の定義ファイルを受信したと判定した場合には、記憶部２４に記憶された定義ファイルを更新し、この場合、基本制御手段２３ａはその後、更新された定義ファイルに基づいて各測定制御部３７に土壌水分張力の測定を実行させることとなる。
【００７３】
以上の手順により、１回の土壌水分張力の測定が完了する。基本制御部２３の基本制御手段２３ａは、上記手順を完了したならば、次の測定タイミングが到来するまで、通信部２５等の各部への電力供給を停止する等して土壌水分測定装置１をスリープ状態とする。その後、基本制御手段２３ａは、次の測定タイミングが到来したならば土壌水分測定装置１をスリープ状態から復帰させ、上記手順を再度実行して土壌水分の測定を行う。
【００７４】
このように本実施形態では、予め記憶部２４に記憶した定義ファイルに基づいて基本制御手段２３ａが各測定制御部３７に土壌水分張力の測定を実行させるため、複数の水分検出部３０による多面的な測定を簡便に行うことが可能となっている。また、測定を開始した後であっても、随時定義ファイルを更新することができるため、気象条件等の各種条件の変化に応じて測定スケジュール等を柔軟に変更することが可能となっている。また、土壌水分張力の測定、測定結果の記憶および送信、ならびに定義ファイルの受信を測定タイミングにおける一連の動作として実行し、その後は次の測定タイミングまでスリープ状態となるため、電源部２６の容量を小さくして本体部２０をコンパクトに構成しながらも、長期間にわたる測定が可能となっている。
【００７５】
なお、測定結果の送信および定義ファイルの受信は、測定タイミングごとに行う必要は必ずしもなく、複数回に一回の割合で行うようにしてもよい。また、測定タイミングとは別に設けた通信タイミングにおいて測定結果の送信および定義ファイルの受信を行うようにしてもよく、測定結果の送信および定義ファイルの受信を別のタイミングで行うようにしてもよい。また、水分検出部３０の位置検出は、測定タイミングごとに行うようにしてもよい。また、測定空間３０ｂ内の水量の減少を一旦検出した水分検出部３０については、次回以降の水量の減少の検出および測定を行わせないようにしてもよい。
【００７６】
また、通信部２５は、直接インターネット２００に接続可能に構成されるものであってもよく、サーバ２２０が接続されたローカルネットワークに直接または中継器２１０を介して接続されるものであってもよい。また、通信部２５が有線通信を行うものであってもよいことはいうまでもない。また、通信部２５ならびに通信制御手段２３ｃおよび設定更新手段２３ｄを省略し、メモリカード２４ｂを介して測定結果の取得や定義ファイルの更新等を行うようにしてもよい。
【００７７】
次に、土壌水分測定装置１のその他の形態について説明する。図６は、２つの水分検出部３０の間に配置されるスペーサ５０を挿入部１０に設けるようにした場合の一例を示した概略図である。この例のスペーサ５０は、水分検出部３０の先端側連結部３０ｃと略同一の構成の先端側連結部５０ａ、および水分検出部３０の基端側連結部３０ｄと略同一の構成の基端側連結部５０ｂを備え、水分検出部３０と同様に水分検出部３０と連結することが可能に構成されている。
【００７８】
また、スペーサ５０の内部には、中継ケーブル５１が設けられており、この中継ケーブルの先端側コネクタ５１ａを先端側の水分検出部３０のケーブル側コネクタ３８ａに接続し、基端側コネクタ５１ｂを基端側の水分検出部３０の基板側コネクタ３９ｂに接続することによって、スペーサ５０の両側の水分検出部３０同士が電気的に接続されるようになっている。
【００７９】
このように、挿入部１０にスペーサ５０を設けることにより、水分検出部３０同士の間の距離を調整することができるため、土壌水分張力の測定位置の設定の自由度を高めることが可能となる。なお、スペーサ５０は、長さの異なるものを複数用意しておくようにしてもよいし、スペーサ５０を伸縮可能に構成するようにしてもよい。また、スペーサ５０同士を連結させることによっても長さを調整することは可能である。また、本体部２０と最も基端側の水分検出部３０の間にスペーサ５０を配置するようにしてもよいことはいうまでもない。
【００８０】
図７は、多孔質部３０ａおよび測定空間３０ｂの位置が異なる複数種類の水分検出部３０を使用するようにした場合の一例を示した概略図である。この例では、多孔質部３０ａおよび測定空間３０ｂが基端側、中央部および先端側に配置された３種類の水分検出部３０を使用している。このように、多孔質部３０ａおよび測定空間３０ｂの軸方向（挿入方向）の位置が異なる複数種類の水分検出部３０を用意し、これらを適宜に組み合わせて連結させることによっても、土壌水分張力の測定位置の設定の自由度を高めることが可能となる。なお、この場合においても、スペーサ５０を使用するようにしてもよいことはいうまでもない。また、水分検出部３０の軸方向（挿入方向）の長さを異ならせるようにしてもよい。
【００８１】
図８は、本体部２０に通信開始スイッチ６０を設けるようにした場合の一例を示した図である。この例では、本体部２０に外部から操作可能な通信開始スイッチ６０を設け、この通信開始スイッチ６０が操作された場合（ＯＮとなった場合）に、基本制御部２３の基本制御手段２３ａが基本制御部２３ならびに記憶部２４および通信部２５をスリープ状態から復帰させ、通信制御手段２３ｃが通信部２５を制御して測定結果の送信および定義ファイルの受信を近傍の携帯端末２３０との間で行うようになっている。
【００８２】
すなわち、この例では、例えば測定者が通信機能を有するノートＰＣやタブレットＰＣ、スマートフォン等の携帯端末２３０を持参して土壌水分測定装置１の設置場所に行き、通信開始スイッチ６０を操作することで、それまでの測定結果の収集および定義ファイルの更新を行うことが可能となっている。このようにすることで、通信部２５の消費電力を低減して長期間の測定を可能としながらも、中継器２１０の設置を省略することができるため、低コストで測定を行うことが可能となる。また、土壌水分測定装置１の設置場所の自由度が増し、例えば人里離れた山中奥深くに土壌水分測定装置１を設置したり、複数の土壌水分測定装置１を広範囲にわたって設置したりといったことも容易となるため、より多面的な測定を行うことが可能となる。
【００８３】
なお、通常は中継器２１０を介してサーバ２２０と通信を行い、通信開始スイッチ６０が操作された場合には、近傍の携帯端末２３０と通信を行うようにしてもよい。また、通信開始スイッチ６０に代えて、操作された場合に測定および通信を行う測定通信開始スイッチを設けるようにしてもよく、この場合さらに定義ファイルを省略し、測定通信開始スイッチが操作された場合にのみ測定および通信が実行されるようにしてもよい。
【００８４】
また、通信開始スイッチ６０を、例えば適宜の磁石等を近づけることによって非接触で操作可能に構成し、本体部２０の内部に通信開始スイッチ６０を隠蔽して設けるようにしてもよい。この場合、不用意に通信開始スイッチ６０が操作されることによる無駄な電力消費を防止することができる。また、ＲＦＩＤタグを検出した場合にＯＮとなるように通信開始スイッチ６０を構成し、セキュリティ性を高めるようにしてもよい。
図９（ａ）〜（ｃ）は、圧力検出器３５のプローブ３５ａがより空気に触れにくいようにした場合の例を示した概略図であり、図３（ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図である。これらの例では、圧力検出器３５のプローブ３５ａ、すなわち測定空間３０ｂ内に配置される部分を周壁３２ｇによって囲むようにしている。この周壁３２ｇは、中心軸Ｃと略平行な軸を中心とする周方向に形成されている。測定空間３０ｂ内の水は、主に中心軸Ｃ周りの多孔質部３０ａからの漏出により徐々に減少していくため、このような周壁３２ｇを設けることで、水量が減少した場合にも周壁３２ｇの内側に水を留めておくことが可能となる。すなわち、圧力検出器３５のプローブ３５ａが水に接した状態を長期間、安定的に維持することができるため、圧力検出の安定性および精度をより高めることが可能となる。
なお、この場合、図９（ａ）に示されるように、圧力検出器３５および水量検出器３６の配置を軸方向にずらさないようにしてもよいし、図９（ｂ）および（ｃ）に示されるように、圧力検出器３５および水量検出器３６の配置を軸方向にずらすようにしてもよい。周壁３２ｇを設けることによって、各検出器の配置をずらさなくても、水量の減少に伴う圧力検出器３５の検出精度の低下前に水量検出器３６が水量の減少を検出可能とすることができるため、各検出器の配置の自由度が高まることとなる。
また、この場合、周壁３２ｇは、図９（ａ）に示されるように、接続用凹部３２ｂの底部３２ｂ１から突設されるものであってもよいし、図９（ｂ）および（ｃ）に示されるように、接続用凹部３２ｂの底部３２ｂ１に設けられた貯留用凹部３２ｈの側壁から構成されるものであってもよい。また、周壁３２ｇを貯留用凹部３２ｈの側壁から構成した場合、図９（ｃ）に示されるように、周壁３２ｇを傾斜させることで、水がプローブ３５ａの近傍に集まりやすくするようにしてもよい。また、周壁３２ｇの高さおよび形状、ならびに設置範囲等が特に限定されないことはいうまでもない。
【００８５】
その他、図示は省略するが、本体部２０は、挿入部１０とは別体に配置されるものであってもよい。すなわち、挿入部１０および本体部２０は、適宜の通信ケーブル等を介して電気的にのみ接続されるものであってもよい。また、本体部２０に適宜の通信インタフェースを設け、基本制御部２３、記憶部２４および通信部２５を本体部２０とは別体に設けるようにしてもよい。この場合さらに、定義ファイルの編集および測定結果のデータ処理等が可能な適宜のＰＣ等から基本制御部２３等を構成し、サーバ２２０との通信を省略するようにしてもよい。また、基本制御部２３のみ、記憶部２４のみ、通信部２５のみ、または電源部２６のみを本体部２０とは別体に構成するようにしてもよい。
【００８６】
また、記憶部２４および通信部２５は、基本制御部２３と測定制御部３７の間のネットワーク接続を介して基本制御部２３に接続されるものであってもよく、同様に、圧力検出器３５および水量検出器３６は、ネットワーク接続を介して測定制御部３７に接続されるものであってもよい。
【００８７】
また、水分検出部３０の測定制御部３７は、基本制御部２３に制御されるのではなく、位置の検出および土壌水分張力の測定等を自立的に実行するものであってもよい。さらに、測定手段３７ｂは、ネットワーク接続された記憶部２４および通信部２５を直接制御するものであってもよい。すなわち、基本制御部２３を省略するようにしてもよい。また、この場合、記憶部２４、通信部２５および電源部２６を水分検出部３０ごとに設けるようにしてもよい。
【００８８】
以上説明したように、本実施形態に係る土壌水分測定装置１は、土壌１００中に挿入される挿入部１０と、挿入部１０に設けられる複数の水分検出部３０と、を備え、水分検出部３０は、多孔質部３０ａを備えるテンシオメータから構成され、挿入部１０の挿入方向に沿って配列されている。
【００８９】
このような構成とすることで、挿入部１０を土壌１００中に挿入するだけで、複数の測定位置における土壌水分張力を測定することが可能となるため、土壌１００中に含まれる水分に関し、より多面的な測定を簡便に行うことができる。
【００９０】
また、多孔質部３０ａは、挿入方向を軸方向とする筒状に構成されている。このようにすることで、挿入部１０の構造を複雑化することなく、複数の水分検出部３０を挿入方向に沿って配列することができる。また、挿入部１０の外周の略全域に亘って多孔質部３０ａを設けることが可能となるため、複数の水分検出部３０を挿入方向に沿って配列しながらも、土壌水分張力の測定精度を高めることができる。
【００９１】
また、水分検出部３０は、挿入方向の両端に連結部（先端側連結部３０ｃおよび基端側連結部３０ｄ）を備え、連結部を介して水分検出部３０同士が互いに連結可能に構成されている。このようにすることで、複数の水分検出部３０をそのまま挿入部１０の一部として使用することが可能となるため、土壌水分測定装置１を簡潔に構成し、組み立ておよび取り扱いを容易にすることができる。また、連結する水分検出部３０の個数を変更するだけで容易に測定位置の数を変更することが可能となるため、土壌水分測定装置１の汎用性を高めることができる。
【００９２】
また、挿入部１０の少なくとも一部は、互いに連結された複数の水分検出部３０から構成されている。このようにすることで、土壌水分測定装置１を簡潔に構成し、組み立ておよび取り扱いを容易にすることができる。
【００９３】
また、水分検出部３０は、多孔質部３０ａを介して外部と連通する測定空間３０ｂと、挿入方向を軸方向として測定空間３０ｂを貫通する筒状の貫通部材３４と、を備え、貫通部材３４の内部に、水分検出部３０が通信を行うための通信線（ケーブル３８）が通されている。このようにすることで、土壌水分張力の測定精度に影響を及ぼすことなく、複数の水分検出部３０と本体部２０の間でネットワーク通信を行うことができる。
【００９４】
また、貫通部材３４の内部には、水分検出部３０に電力を供給するための電力供給線（ケーブル３８）が通されている。このようにすることで、土壌水分張力の測定精度に影響を及ぼすことなく、挿入方向に沿って配列された複数の水分検出部３０に電力を供給することができる。
【００９５】
また、水分検出部３０は、測定空間３０ｂに対して挿入部１０の先端側に配置され、測定空間３０ｂ内の圧力を検出する圧力検出器３５と、測定空間３０ｂに対して挿入部１０の先端側に配置され、測定空間３０ｂ内の水の量が所定の量まで減少したことを検出する水量検出器３６と、を備えている。水量検出器３６を設けることで、測定空間３０ｂ内の水が土壌水分張力の測定が不可能または困難な程度にまで減少したことを検出することができる。また、各検出器を先端側に配置することで、各検出器の測定空間３０ｂ内に配置される部分が空気に触れにくいようにすることが可能になるため、検出の安定性および精度を高めることができる。
【００９６】
また、水分検出部３０は、多孔質部３０ａを有する筒状の中間部材３１と、中間部材３１の両端の開口部を塞ぐ蓋部材（先端側蓋部材３２および基端側蓋部材３３）と、を備えている。このようにすることで、筒状の多孔質部３０ａおよびその内側の測定空間３０ｂを備える水分検出部３０をシンプル且つコンパクトに構成しながらも、適宜の強度および剛性を持たせることができる。
【００９７】
また、水分検出部３０は、蓋部材（先端側蓋部材３２および基端側蓋部材３３）を介して水分検出部３０同士が互いに連結可能に構成されている。このようにすることで、水分検出部３０をシンプル且つコンパクトに構成すると共に、水分検出部３０同士を確実に連結させるようにすることができる。
【００９８】
また、水分検出部３０は、自身を制御する測定制御部３７を備え、測定制御部３７は、測定を実行する測定手段３７ｂと、他の水分検出部３０に対する自身の相対的な位置を検出する位置検出手段３７ａと、を備えている。このようにすることで、水分検出部３０の数、すなわち測定位置の数を自由且つ容易に変更可能でありながらも、複数の測定位置における土壌水分張力の測定結果を簡便且つ効率的に記憶することができる。
【００９９】
また、土壌水分測定装置１は、水分検出部３０による測定結果を記憶する記憶部２４が設けられ、挿入部１０が接続される本体部２０を備えている。このようにすることで、複数の測定位置における土壌水分張力の測定から測定結果の記憶までを一体的な１つの装置内で完結して行うことが可能となるため、土壌水分測定装置１の取り扱いを容易にすると共に汎用性を高めることができる。
【０１００】
また、土壌水分測定装置１は、本体部２０に設けられ、水分検出部３０を制御する基本制御部２３を備え、基本制御部２３は、記憶部２４に記憶された定義ファイルに基づいて水分検出部３０に測定を実行させる基本制御手段２３ａを備えている。このようにすることで、複数の水分検出部３０を適宜に制御して測定を行うことが可能となるため、より多面的な測定を簡便に行うことができる。
【０１０１】
また、土壌水分測定装置１は、本体部２０に設けられ、外部の機器（サーバ２２０、携帯端末２３０）と通信を行う通信部２５を備え、基本制御部２３は、通信部２５を制御して外部の機器から定義ファイルを受信する通信制御手段２３ｃと、外部の機器から受信した定義ファイルが最新のものである場合に、記憶部２４に記憶された定義ファイルを更新する設定更新手段２３ｄと、を備えている。このようにすることで、測定開始後に随時定義ファイルを更新することが可能となるため、各種条件の変化等に応じて測定スケジュール等を柔軟に変更することができる。
【０１０２】
また、通信制御手段２３ｃは、水分検出部３０による測定結果を外部の機器（サーバ２２０、携帯端末２３０）へ送信する度に外部の機器から定義ファイルを受信する。このようにすることで、通信時間を短縮し、消費電力を低減しながらも、適宜のタイミングで定義ファイルを受信することができる。
【０１０３】
また、土壌水分測定装置１は、本体部２０に設けられる通信開始スイッチ６０を備え、通信制御手段２３ｃは、通信開始スイッチ６０が操作された場合に、水分検出部３０による測定結果を外部の機器（携帯端末２３０）へ送信する。このようにすることで、通信時の消費電力および通信に要するコストを低減すると共に、土壌水分想定装置１の設置場所の自由度を増加させることができる。
【０１０４】
また、本実施形態に係る水分検出部３０は、筒状の多孔質部３０ａと、多孔質部３０ａの軸方向の両側に設けられた連結部（先端側連結部３０ｃおよび基端側連結部３０ｄ）と、を備え、連結部を介して互いに連結可能に構成されたテンシオメータである。このような構成とすることで、複数の測定位置における土壌水分張力を容易に測定することが可能となるため、土壌１００中に含まれる水分に関し、より多面的な測定を簡便に行うことができる。
【０１０５】
また、本実施形態に係る同条水分測定方法は、所定の方向に沿って一列に配列された複数のテンシオメータ（水分検出部３０）を所定の方向に沿って土壌１００内に挿入し、複数位置における土壌水分張力を測定するようになっている。このような構成とすることで、複数の測定位置における土壌水分張力を容易に測定することが可能となるため、土壌１００中に含まれる水分に関し、より多面的な測定を簡便に行うことができる。
【０１０６】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の土壌水分測定装置およびテンシオメータならびに土壌水分測定方法は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、土壌水分測定装置１を構成する各部の形状および配置構成は、上記実施形態において示したものに限定されず、その他の形状および配置構成を採用することができる。また、挿入部１０の挿入方向は、鉛直方向に限定されるものではなく、測定場所の状態に応じたその他の方向であってもよい。
【０１０７】
また、上記実施形態において示した作用および効果は、本発明から生じる最も好適な作用および効果を列挙したものに過ぎず、本発明による作用および効果は、これらに限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【０１０８】
本発明の土壌水分測定装置およびテンシオメータならびに土壌水分測定方法は、農業、林業または園芸等の分野のみならず、地質学や土木工学等の分野においても利用することができる。
【符号の説明】
【０１０９】
１  土壌水分測定装置
１０  挿入部
２０  本体部
２３  基本制御部
２３ａ  基本制御手段
２３ｃ  通信制御手段
２３ｄ  設定更新手段
２４  記憶部
２５  通信部
３０  水分検出部
３０ａ  多孔質部
３０ｂ  測定空間
３０ｃ  先端側連結部
３０ｄ  基端側連結部
３１  中間部材
３２  先端側蓋部材
３３  基端側蓋部材
３４  貫通部材
３５  圧力検出器
３６  水量検出器
３７  測定制御部
３７ａ  位置検出手段
３７ｂ  測定手段
３８  ケーブル
６０  通信開始スイッチ
１００  土壌
２２０  サーバ
２３０  携帯端末
Ｃ  中心軸
【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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