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ENVIdata-DT桿式土壤水溫鹽水勢系統(tǒng)
ENVIdata-DT桿式土壤水溫鹽水勢系統(tǒng)

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北京

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暫無
北京澳作生態(tài)儀器有限公司

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ENVIdata-DT 桿式土壤水溫鹽水勢系統(tǒng)

背景

土壤水分是植物水分的直接來源,植物吸收土壤中的水分、有機(jī)質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì),進(jìn)行生長。同時,土壤水分含量的多少,又決定著植物的生長狀況的好壞。因此,測量土壤水分有著重要的實(shí)際意義。目前,國內(nèi)外有很多土壤水分測定方法。

桿式土壤水溫鹽傳感器可以同時測量不同土壤剖面深度的水分、溫度、鹽分。桿式傳感器的優(yōu)點(diǎn)是對土壤的擾動少。

該系統(tǒng)通過實(shí)時、連續(xù)、原位監(jiān)測土壤水分、溫度、水勢的變化,是土壤水動力學(xué)的基礎(chǔ)研究設(shè)備。廣泛應(yīng)用于農(nóng)田蒸散、作物耗水、森林水文、濕地水文、草原生態(tài)、水土流失、環(huán)境污染、水循環(huán)研究等領(lǐng)域。

系統(tǒng)工作原理及特點(diǎn)

ENVIdata-DT桿式土壤水溫鹽水勢系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集器,桿式土壤水分、溫度、鹽分傳感器,土壤水勢傳感器組成。按用戶設(shè)定的測量間隔定時、自動測量土壤水分、溫度鹽分和土壤水勢。

該系統(tǒng)通過Internet傳輸數(shù)據(jù),用戶無需到測點(diǎn)下載數(shù)據(jù),只要能上網(wǎng),可隨時查看系統(tǒng)運(yùn)行情況、下載**和歷史數(shù)據(jù)。

1、桿式土壤水分、鹽分傳感器

PICO-T3P、PICO-Profile

Trime-PICO探頭采用TDR原理,是市場上**的管式TDR探頭。TDR 桿式土壤水分、鹽分傳感器 ,精度**。

Trime-PICO探頭的結(jié)構(gòu)和原理

如右圖:PICO-PROFILE與PICO-T3P測量單元可測量很大的區(qū)域。使用1GHz的TRIME TDR技術(shù),會有一個可控的雷達(dá)信號在兩個波導(dǎo)間以接近光速的速率傳播,沿著探管的表面,會形成一個很大的片狀電磁波區(qū)域,這與CT掃描很相似,電子的波導(dǎo)與探管壁緊密的接觸,二者之間沒有空隙,這樣就保證了測量區(qū)域的**化,不會受到空氣對信號的減弱,這對異質(zhì)性高的土壤測量十分重要。采用的 IGHz TDR 技術(shù) 確保Trime-PICO 土壤水分傳感器在測量土壤水分的過程中,不受土壤溫度、電導(dǎo)率的影響。TDR能在結(jié)冰下測定土壤水分。測量的土體電導(dǎo)率可直接換算成土壤鹽分,這是電容式或頻域FD 水分傳感器技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)的。

技術(shù)指標(biāo)

土壤水分測量范圍

0—100%

電導(dǎo)率范圍

0-6dS/m

6-12dS/m

12 -50dS/m(close to sea water)

0-40%測量精度

±2%

±3%

需要材料特殊標(biāo)定

40-70%測量精度

±3%

±4%

測量重復(fù)精度

±0.3%

±0.5%

操作溫度范圍

-15℃~+50℃(可定制其他溫度量程)

測量體積

3L(200mm x Ф150mm)

適用土壤

非均質(zhì)土壤

傳感器(波導(dǎo)體)長度

200mm

電纜長度

標(biāo)配3.5m的7芯纜線

標(biāo)定

出廠按礦物質(zhì)土標(biāo)定。用戶可自行使用TrimeTool進(jìn)行重新標(biāo)定,*多可做15條自定義標(biāo)定曲線

測量管內(nèi)/外徑

42mm/44mm

測量管長度

0.6m, 1m,1.5m, 2m,2.5m, 3m

供電要求

7-24VDC

耗電情況

2.3s測量過程中,12V時,為100mA

PR2/4、PR2/6

PR2使用新的**傳感技術(shù)使得它可以精確測量土壤**含水量。廣泛適用于多種類型的土壤。

原理:

儀器發(fā)射一定頻率的電磁波,電磁波沿探針傳輸,到達(dá)底部后返回,檢測探頭輸出的電壓,由于土壤介電常數(shù)的變化通常取決于土壤的含水量,由輸出電壓和水分的關(guān)系則可計(jì)算出土壤的含水量。

技術(shù)指標(biāo)

傳感器類型

PR2/4 PR2/6

測量值

體積含水量m3.m-3(%vol)

測量范圍

0-0.4 m3.m-3保證精度

0-1 m3.m-3全量程

測量精度

±0.04 m3.m-3(0-40℃)針對土壤進(jìn)行特殊標(biāo)定

±0.06 m3.m-3(0-40℃)使用通用的標(biāo)定曲線

含鹽量容忍度

600ms.m-1(孔隙水電導(dǎo)率)

溫度范圍

0-40℃保證精度指標(biāo)

-20-70℃可操作范圍,IP67防水等級

響應(yīng)時間

小于1秒

供電

*?。?.5V DC(2米纜線時)

7.5V DC(100米纜線)

**:15V DC

PR2/4耗電<80mA PR2/6耗電<120mA

輸出

4(PR2/4)或6(PR2/6)個模擬電壓值。0-1V 對應(yīng)0-60m3.m-3

纜線

屏蔽9芯線,標(biāo)配2米纜線,和M12(IP68接頭)

擴(kuò)展纜線:5米,10米,25米,*長100米

材料

25.4mm聚碳酸脂,不銹鋼

尺寸 / 重量

PR2/4:長:750mm 重量:0.6Kg

PR2/6:長:1350mm 重量:0.9Kg

EnviroPro 桿式水、溫、EC傳感器

原理

采用電容原理,每隔10cm測量土壤剖面的水分、溫度和電導(dǎo)率。每個探頭內(nèi)間隔10cm 的傳感器封裝在環(huán)氧樹脂中,完全防水、防腐蝕。系統(tǒng)免維護(hù),運(yùn)行費(fèi)用低。土壤水分?jǐn)?shù)據(jù)采用土壤電導(dǎo)率補(bǔ)償方法,提高土壤水分?jǐn)?shù)據(jù)的測量精度。4層(40cm),8(80cm),12(1.2),16層(1.6米)可

特點(diǎn)

EnvirPro

0.4,0.8,1.2,1.6

l可測量各種土壤類型的土壤水分、溫度、鹽分

l測量得到的土壤水分值是經(jīng)過溫度和電導(dǎo)率補(bǔ)償后的值,更精確。

l材料防水,可全部埋入地下

參數(shù)

范圍/規(guī)格

精度/響應(yīng)時間

測量原理

FD原理

供電

6-14V DC

傳感器深度

EP100C-04:40cm

EP100C-08:40cm

EP100C-12:120cm

EP100C-16:160cm

10cm一層

接口

TLL/RS232 或 SDI 12

電池耗電

待機(jī)狀態(tài)

測量過程

數(shù)據(jù)傳輸

300uA

60mA

18mA

1.4S

0.4S

土壤水分

0-100%體積含水率

±1%

土壤溫度

-10 - 60℃

±1℃

土壤鹽分

0-6 ds/m

±5%

直徑

34.5mm

安裝方法

**孔徑37mm,混合砂漿

維護(hù)

無需

Th3 桿式土壤溫度傳感器

同時測量土壤剖面5cm, 10cm,20cm, 30cm,50cm 和100cm 6個不同層面的溫度曲線變化

技術(shù)指標(biāo):

l測量范圍:- 50°C...+70°C

l精度:±0,1 K at 0°C; ±0,2 K at ± 20°C; ±0,1 K at ± 40°C

l測量頂端材質(zhì):塑膠 IP68

l纜線長度:10m

l多種數(shù)據(jù)顯示方式:數(shù)據(jù),表格,圖形。

l供電:7.2V可充電電池

2、土壤水勢傳感器

T系列

原理

負(fù)壓法,采用與植物根系從土壤中吸收水分相似的原理,當(dāng)土壤中的水分減少,水勢降低時,埋置在土壤中的張力計(jì)管中的水分會從多孔的陶瓷頭滲出,此時張力計(jì)管中形成一定的真空度,通過測量張力計(jì)管中的真空度,就可以反映出土壤中水勢的變化。

T8多用途張力計(jì)

T4 張力計(jì)

T5 張力計(jì)

EQ系列

測量范圍:0 到–1500 kPa (0 到 –15 巴)

精度:0 kPa 到-100 kPa: ±10 kPa;-100 kPa 到 -1500 kPa: 10%

使用條件:除過電導(dǎo)率大于 1 mS/cm的鹽堿土外,可用于所有土壤

輸入輸出:輸入: 5-15 V 直流電壓, ** 23 mA,;輸出: 100 -800 mV 直流電壓

外殼:不銹鋼,尺寸重量:17 cm × 4 cm × 2 cm, 標(biāo)準(zhǔn)電纜長度:5 m, *多可延長至100 m, 350 g

數(shù)據(jù)采集器

DT系列數(shù)據(jù)采集器是一款堅(jiān)固、獨(dú)立、低能耗的數(shù)據(jù)采集器,具有支持U盤、18位分辨率、通訊性能可擴(kuò)展及內(nèi)嵌顯示屏等特性。

DT80的雙通道隔離概念可同時使用多達(dá)10個隔離或15個共用參考模擬輸入,配置擴(kuò)展模塊后*多可通道可擴(kuò)展至600個。DT系列數(shù)據(jù)支持SDI-12傳感器組網(wǎng),支持SCADA系統(tǒng)的Modbus、 FTP和Web接口、具有可控12V電源為傳感器供電。工作溫度*低可達(dá)-45℃。

技術(shù)指標(biāo)

**掃描速率:25Hz

處理器:采用18位A/D轉(zhuǎn)換器,精度±0.025%

存儲:128Mb可無限擴(kuò)展,內(nèi)存可存儲130,000個讀數(shù),可使用PC卡或閃存可(可存儲65,000個讀數(shù))

U盤存儲:兼容USB1.1或USB2.0驅(qū)動,每兆約90,000采集數(shù)字點(diǎn)

LCD液晶顯示,2線16字母的LCD液晶顯示和6個按鍵用于查看通道及數(shù)采狀態(tài)和功能執(zhí)行

通訊:RS232、USB、以太網(wǎng)等

采樣間隔:10ms至天,可自定義

輸出值種類:平均值, **值, *小值, 取樣值 (Sample), 向量值, 累計(jì)值 ( Totalize )等

工作溫度范圍-45~70℃

時鐘精準(zhǔn)度:約±1分鐘/年0-40℃;約±4分鐘/年-40-70℃

供電電壓:10~30VDC

工作濕度85%(無水汽凝結(jié)

DT80

模擬輸入:15個單端通道(10個差分)

脈沖通道:12個

數(shù)字I/O口:8個

SDI12口:4個

DT82E

模擬輸入:6個單端通道(4個差分)

脈沖通道:8個

數(shù)字I/O口:4個

SDI12:1個

RS232:1個

DT82I

模擬輸入:6個單端通道(4個差分)

脈沖通道:8個

數(shù)字I/O口:4個

RS232:1個

RS485/422/232:1個

DT85

模擬輸入:48個單端通道(32個差分)

脈沖通道:15個

數(shù)字I/O口:8個

RS232/422/485:1個

RS232:1個

ENVIdata數(shù)據(jù)傳輸和管理

該系統(tǒng)直接將數(shù)據(jù)傳送到中國生態(tài)數(shù)據(jù)網(wǎng)上,通過對監(jiān)測的生態(tài)環(huán)境因子的時序變化和相關(guān)性分析,確定監(jiān)測對象的狀態(tài)發(fā)展。

ENVIdata 服務(wù)器軟件既可以作為獨(dú)立的應(yīng)用軟件,運(yùn)行在用戶的服務(wù)器上;也可以運(yùn)行在澳作公司安全的服務(wù)器上,為多個用戶提供數(shù)據(jù)接收服務(wù),同時幫助用戶監(jiān)控野外測點(diǎn)硬件系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。

澳作公司ENVIdata系列生態(tài)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)是業(yè)內(nèi)**成功獲得 ISO9001國際質(zhì)量體系認(rèn)證,于2010年獲的品質(zhì)

得 ISO9001 質(zhì)量認(rèn)證書,至今全部通過專家的年度復(fù)核,確保系統(tǒng)集成的品質(zhì)

用戶采用用戶名和密碼登陸,只要能上網(wǎng),就能瀏覽實(shí)時和歷史數(shù)據(jù)

特點(diǎn):

1) 生態(tài)環(huán)境信息以各種時間間隔 (分鐘、每小時、每天)發(fā)送到網(wǎng)站上。

2) 用戶只要能上網(wǎng),既可瀏覽實(shí)時數(shù)據(jù)。

3) 中心服務(wù)器中文界面,便于操作和管理

4) 提供多參數(shù)、實(shí)時或歷史數(shù)據(jù)曲線圖

5) 系統(tǒng)提供多站點(diǎn)地圖顯示

ENVIdata 生態(tài)環(huán)境信息系統(tǒng)頁面

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ENVIdata 數(shù)據(jù)服務(wù)平臺已為國內(nèi)的客戶服務(wù)多年,系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠。

支架

兩種支架可供選擇,三角支架(圖一)和十字底座支架(圖二)

圖一

圖二

建議根據(jù)場地條件選擇:

1、 三角支架,整體比較大氣、平穩(wěn),適合安裝在平整的場地中,整體高度約2.3米;

2、 十字底座支架,占地范圍更小,適宜安裝在林地或有坡度的場地中。

應(yīng)用案例

北京師范大學(xué)采用我司的ENVIdata-DT 桿式土壤水溫鹽水勢系統(tǒng)是由高精度土壤水分、土壤水勢傳感器及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)組成的一套完整的自動監(jiān)測系統(tǒng),實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)6種不同土壤及肥料配比的玻璃土柱,并配備對應(yīng)的6個對比土柱進(jìn)行觀察,研究不同化肥在不同灌水情況下的沉降規(guī)律以及土壤剖面分布情況。ENVIdata-DT 桿式土壤水溫鹽水勢系統(tǒng)以精準(zhǔn)可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為用戶實(shí)驗(yàn)的完成提供了科學(xué)的觀測數(shù)據(jù)。

現(xiàn)場照片

數(shù)據(jù)曲線

安裝調(diào)試時期土柱2的土壤水分?jǐn)?shù)據(jù),從圖中可以看出各土壤剖面水分?jǐn)?shù)據(jù)基本穩(wěn)定

安裝調(diào)試時期土柱2的土壤溫度數(shù)據(jù),從圖中可以看出土壤表層溫度變化與日照時間的變化相當(dāng)吻合

參考文獻(xiàn)

1 楊素苗;灌溉方式對紅富士蘋果根系水分生理特性影響的研究[D];河北農(nóng)業(yè)大學(xué);2011年

2 張丹;區(qū)域旱情中長期預(yù)報(bào)及農(nóng)業(yè)干旱風(fēng)險(xiǎn)綜合評價(jià)[D];大連理工大學(xué);2011年

3 韓磊;黃土半干旱區(qū)主要造林樹種蒸騰耗水及冠層蒸騰模擬研究[D];北京林業(yè)大學(xué);2011年

4 高鳳月;毛烏素不同類型沙地油蒿種群無性擴(kuò)散模式的研究[D];內(nèi)蒙古大學(xué);2011年

5 高海林;陰山北麓草原區(qū)低緩坡面土壤水循環(huán)特征研究[D];內(nèi)蒙古師范大學(xué);2011年

6高建華;胡振華;;土壤水分基礎(chǔ)理論及其應(yīng)用研究進(jìn)展[J];亞熱帶水土保持;2011年03期

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