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桿式土壤水分溫度電導(dǎo)率監(jiān)測系統(tǒng)-系統(tǒng)介紹

描述:桿式土壤水分溫度電導(dǎo)率觀測系統(tǒng)是采用傳感器管式插入式接觸測量的方式獲得土壤指標(biāo),常見的桿式的土壤水分觀測屬于FDR(頻域反射)方法。美國Campbell公司新研發(fā)的SoilVUE10 TDR 管式土壤三參數(shù)傳感器則采用的TDR時域反射法。

  • 產(chǎn)品廠地:北京市
  • 廠商性質(zhì):代理商
  • 更新時間:2021-11-23
  • 訪問量:384
產(chǎn)品介紹/ PRODUCT PRESENTATION

1.概述

桿式土壤水分溫度電導(dǎo)率觀測系統(tǒng)是采用傳感器管式插入式接觸測量的方式獲得土壤指標(biāo),常見的桿式的土壤水分觀測屬于FDR(頻域反射)方法。美國Campbell公司新研發(fā)的SoilVUE10 TDR 管式土壤三參數(shù)傳感器則采用的TDR時域反射法。

首先我們先了解一下土壤水分的幾個量:

土壤中水分形態(tài)為固態(tài)水和氣態(tài)水

田間持水率是指土壤中不受地下水影響的條件下,土壤中懸著毛管水達(dá)到*大量時的土壤含水率.

土壤含水量一般是指土壤優(yōu)良含水量,即100g烘干土中含有若干克水分,也稱土壤含水率.

這些指標(biāo)和土壤的類型息息相關(guān),土壤的大致類型如下:

典型土壤水分含量:

土壤類型

飽和狀態(tài)

一般容水量

長久調(diào)萎點

植物可用水

細(xì)砂土

1520 %

36 %

13 %

23 %

砂壤土

2040 %

614 %

38 %

36 %

粉砂壤土

3050 %

1218 %

610 %

68 %

粘壤土

4060 %

1530 %

716 %

814 %

粘土

4070 %

2545 %

1220 %

1320 %

土壤水的運動和存儲:

2.土壤含水量的測量方法:

TDR(時域反射法)

TDR是根據(jù)探測器發(fā)出的電磁波在不同介電常數(shù)物質(zhì)中的傳輸時間的不同,而計算出被測物含水量。電磁波的傳播速度與傳播媒體的介電常數(shù)有密切關(guān)系,而土壤基質(zhì)、水和空氣的介電常數(shù)有很大差異(20℃時,水的介電常數(shù)為80,空氣的介電常數(shù)為1,干燥土壤的介電常數(shù)介于37)。故土壤含水量的變化對介電常數(shù)有明顯的影響,由此電磁波的傳播速度,便可確定其含水量。

FDR(頻域反射法)

FDR型土壤水分監(jiān)測儀是一種利用LC電路的振蕩,根據(jù)電磁波在不同介質(zhì)中振蕩頻率的變化來測定介質(zhì)的介電常數(shù)ε,進(jìn)而通過一定的對應(yīng)關(guān)系反演出土壤水分θv的儀器。

3. EnviroPro 桿式土壤水分溫度電導(dǎo)率傳感器EP100G

土壤水分分辨率: 0.01%

土壤鹽分分辨率: 0.001 dS/m

土壤溫度分辨率: 0.01 °C

土壤水分精度: +/- 2% @ 0% VWC to 50% VWC

土壤鹽分測量范圍: 0 to 6 dS/m*2

土壤鹽分精度: +/- 5% @ 0 to 4 dS/m

+/- 5% @ 10% to 30% VWC

土壤溫度精度: +/- 1 °C @ 25 °C

信號輸出: SDI-12

供電: +6 to +15 VDC

工作溫度: -20 to +60 °C

功耗: 0.1mA 靜態(tài) 1mA 測量/單個測點

測點間距:每10cm一層

型號選擇:EP100G-044個測點);EP100G-08(8個測點);EP100G-12(12個測點);EP100G-16(16個測點)

4.Stevenswater 桿式土壤水分溫度傳感器 GroPoint Profile

土壤水分:

測量范圍:0%-99%

精度:0.5%

土壤溫度:

測量范圍:-20°C to +70°C

工作溫度:-40°C to +85°C

精度:±0.5 °C

信號輸出:SDI-12(RS-485)

供電:6 - 14 VDC, *大18 VDC

防水:IP66/IP68

傳感器測量間距:每15cm一層

型號選擇:

GroPoint Profile 22層測點)

GroPoint Profile 3(3層測點)

GroPoint Profile 4(4層測點)

GroPoint Profile 5(5層測點)

GroPoint Profile 6(6層測點)

GroPoint Profile 8(8層測點)


5.SOILVUE10-管式TDR土壤水分傳感器


SoilVUE™10是美國Campbell公司研發(fā)的一體式剖面TDR土壤水分傳感器,采用TrueWave™TDR技術(shù),專為環(huán)境研究人員及環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)而設(shè)計,可同時測量一個剖面多個測點的土壤水分、溫度、電導(dǎo)率對于相似需求的科研人員來說,SoilVUE™10的出現(xiàn)是一個值得關(guān)注的優(yōu)選。

坎貝爾科學(xué)公司專有的TrueWave™TDR技術(shù),采用較佳的波形上升時間和先進(jìn)的波形分析技術(shù)來測定高頻脈沖的真實行程時間。這一過程實現(xiàn)了高分辨率,能得到平滑的測量信號,優(yōu)于其他TDR測量技術(shù),并非所有基于TDR的傳感器都能獲得同樣好的測量結(jié)果。

技術(shù)特點及優(yōu)勢

l 一個傳感器可同時測量9層(1米規(guī)格)或6層(0.5米規(guī)格)土壤水分、介電常數(shù)、電導(dǎo)率和土壤溫度。

l 快速的安裝。

l 1.4版本SDI-12輸出信號,兼容大部分?jǐn)?shù)據(jù)采集器。

l 專為長期戶外安裝設(shè)計。

詳細(xì)說明

SOILVUE™10由TDR電路組成,連接到六或九個螺旋波導(dǎo),構(gòu)成整個螺紋設(shè)計的一部分。螺紋設(shè)計中內(nèi)置的單個傳感器改善了傳感器與土壤的接觸,減少空氣間隙照成的潛在誤差。TDR電路產(chǎn)生用于螺旋波導(dǎo)的短上升時間電磁脈沖,利用外加脈沖經(jīng)過的雙向行程時間來計算周圍介質(zhì)的介電常數(shù),并用混合模型確定體積含水量。

土壤水分剖面?zhèn)鞲衅骺梢杂脴?biāo)準(zhǔn)的5cm直徑手鉆打孔來安裝。不需要挖掘機械或昂貴的定制工具。

電纜和傳感器之間采用防水等級IP67的航空插頭連接,方便更換。

6.土壤水分站站點應(yīng)用:

數(shù)據(jù)質(zhì)量控制與合理性檢查的重要保障

實現(xiàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理

方便各級用戶使用管理

不需要固定計算機,不需要安裝特殊軟件

節(jié)省現(xiàn)場收集,數(shù)據(jù)管理的人力物力

工作原理導(dǎo)圖:


? 在底層搭建基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺

? 在WebGIS(天地圖)平臺基礎(chǔ)上搭建應(yīng)用系統(tǒng)

? 將應(yīng)用系統(tǒng)劃分前后臺,前臺(首頁+中心站頁+地方站頁)用于應(yīng)用展示,后臺用于維護(hù)管理

? 支持PC或者手機(android瀏覽器,手機UC瀏覽器)在任何有網(wǎng)絡(luò)的地方在線瀏覽

土壤水分站管理平臺:

無線傳輸功能:

界面顯示

登陸后的界面:有首頁,數(shù)據(jù),預(yù)警,公告,管理,幫助等選項。可以直接查詢某一時間,某一站點,樣地的數(shù)據(jù)信息。


進(jìn)入“數(shù)據(jù)"選項,界面左側(cè)為站點。樣地下拉選項,右側(cè)為時間選項,能夠詳細(xì)觀測某時某站點樣地的數(shù)據(jù)列表、折線圖、統(tǒng)計數(shù)據(jù)等信息,并可導(dǎo)出已選時間、樣地的.csv文件。

數(shù)據(jù)折線圖:

數(shù)據(jù)列表:

土壤水分觀測系統(tǒng) 數(shù)據(jù)管理平臺

數(shù)據(jù)傳輸與管理

界面顯示:

進(jìn)入“預(yù)警"界面,能夠清楚的看到通訊異常的站點、樣地。

“管理"界面,首頁左側(cè)有“用戶管理"“閾值管理"“監(jiān)測站信息"“歷史數(shù)據(jù)"“公告管理"“數(shù)據(jù)上報管理"選項,首頁右側(cè)為所有“系統(tǒng)管理員"和“臺站用戶信息"

在“監(jiān)測站信息"界面,系統(tǒng)管理員可以對站點、樣地信息進(jìn)行修改,查看。

在“公告管理"界面里,系統(tǒng)管理員可以添加公告和查看公告信息

數(shù)據(jù)信息可按照年份,時間段批次上報。系統(tǒng)管理員可以對上報的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行查看、刪除等管理。



7.參考文獻(xiàn):

1.半干旱黃土丘陵區(qū)土壤水分生長季動態(tài)分析-徐志堯 , 張欽弟 , 楊磊

2.不同土質(zhì)土壤水分運移規(guī)律研究-王蘇玉

3.基于有效*大含水量的土壤水分監(jiān)測優(yōu)化布設(shè)方法-王珊, 胡振華

4.土壤水分時間穩(wěn)定性研究進(jìn)展-藺鵬飛 , 朱喜 , 何志斌

5.土壤水分波動對高寒草甸生態(tài)系統(tǒng)CO2和N2O排放的影響-王瑞, 王平 , 高永恒

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