目錄:北京澳作生態(tài)儀器有限公司>>土壤>> ENVIdata-DT探頭式土壤水溫鹽水勢系統(tǒng)
| 產(chǎn)地類別 | 國產(chǎn) | 應用領域 | 環(huán)保,綜合 |
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1、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,、有機質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)，進行生長,。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際意義。目前,，國內(nèi)外有很多土壤水分測定方法,。
探頭式土壤水溫鹽傳感器可方便、快速地測量土壤表層的水分,、溫度,、鹽分。
該系統(tǒng)通過實時,、連續(xù),、原位監(jiān)測土壤水分、溫度,、水勢的變化,，是土壤水動力學的基礎研究設備,。廣泛應用于農(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)研究等領域,。
2,、系統(tǒng)工作原理及特點
ENVIdata-DT 探頭式土壤水溫鹽水勢系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集器，探頭式土壤水分,、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),，用戶無需到測點下載數(shù)據(jù)，只要能上網(wǎng)，可隨時查看系統(tǒng)運行情況、下載最新和歷史數(shù)據(jù),。
3、技術參數(shù)
3.1探頭式土壤水分,、溫度、電導率傳感器
3.1.1 TRIME-PICO64/32 土壤水分,、溫度,、電導率傳感器
結(jié)構和原理：TRIME基于TDR（Time domain Reflectometry with Intelligent MicroElements）時域反射技術。用以直接測量土壤或其他介質(zhì)的介電常數(shù),，介電常數(shù)又與土壤水分含量的多少有密切關系,，土壤含水量即可通過模擬電壓輸出被讀數(shù)系統(tǒng)計算并顯示出來。
測量時,，金屬波導體被用來傳輸TDR信號,，TRIME工作時產(chǎn)生一個1GHz的高頻電磁波，電磁波沿著波導體傳輸,，并在探頭周圍產(chǎn)生一個電磁場。信號傳輸?shù)讲▽w的末端后又反射回發(fā)射源,。傳輸時間在10ps-2ns間,。IMKO發(fā)明了這種測量技術,，使得儀器可以檢測到小至3ps的時間信號。建立了時間采樣的方法,。從而使得土壤水分的測量變得更為準確和方便,。
特點：
1）PICO探針有著很大的測量區(qū)域，最大可以達到2L,。
2）測量范圍可以達到100%,。但是，在35%-75%范圍內(nèi),，測量最為精確,。
3）電導率測量范圍可以達到20dS/m。
4）對于大多數(shù)土壤類型來說,，PICO探頭在出廠前就已校準,。對于一些特殊的土壤或者應用，例如純粘土,，可以在15種不同的校準曲線中選擇,。
5） PICO探針涂有保護層，可以將探針桿隔絕起來,，這樣就能保證探針桿上沒有電反應,。PICO探針是非常適合長期的安裝在土壤中，并且能夠保證,，在數(shù)十年內(nèi),，不會 發(fā)生測量漂移。
6） PICO探針探頭和管式探頭安裝的深度,，可達50m（或者更深）,。
7） PICO探頭可以測量土壤含水量，電導率和溫度,。而且,，土壤的鹽分含量，可以根據(jù)創(chuàng)新性的TRIME方法（1GHz高頻電磁波）進行計算,。
8） PICO探針適合于沙質(zhì),、有機質(zhì)和粘性土壤。甚至純粘性土壤也可以被測量,。
9） 因為TDR電子元件是安裝在PICO探頭里面的,，所以對電纜的長度以及其它常有的不利影響（如水覆蓋）沒有限制。
10）PICO探針式探頭最大探針長為160mm,。對于探針長度可達1米的TDR儀器在測量時,，會有問題，用戶需特別留意,，特別是土壤剖面水分含量不同時,，例如：淺層是10%,，深層是35%。
測量原理：TDR
適應土壤電導率范圍：0-20dS/m,，>20 dS/m可標定
土壤水分測量范圍: 0-100%體積含水量
測量精度： ±1%（0-40%）,、±2%（40-70%）
土壤溫度測量范圍：-15℃~+50℃（可定制其他溫度量程）
土壤溫度測量精度：±1.5°C (絕對); ±0.5°C (相對)
防水等級：IP68
供電：7-24V DC
尺寸：155mm x Ф32mm
測量體積：0.25L（110mm x Ф50mm）
探針長度探針長度標準110mm，可選50mm,，直徑：3.5mm
3.1.2 SM150T土壤水分,、溫度傳感器
SM150T采用FD 原理，研究級土壤水分傳感器,，其體積含水量測量結(jié)果可以達到2.5%,。
該儀器不僅能夠?qū)Ω黝愅寥肋M行水分測量，也可對多種介質(zhì)的水分進行有效測量,，它既可用于科研,，作為水分定點監(jiān)測或移動測量的基本工具，也可用于生產(chǎn)中的水分自動控制傳感器,。在食品及糧食行業(yè),，它可對粉狀或顆粒狀的介質(zhì)進行水分測量。另外,，在建筑領域,，可用來對攪拌料水分進行有效監(jiān)測。
土壤水分量程0-100% ,，精度：±3% （校準后）
土壤溫度量程-20 to +60°C,，精度：± 0.5°C（ 0 to 40°C），± 0.75°C（ -20 to +60°C ）
輸出：0-1v
供電：5-14v
防水等級：IP68
尺寸：長158mm,，直徑 40mm
探針：長60mm,，直徑3.2mm
纜線：5m
3.1.3 Hydra土壤水分、溫度,、電導率傳感器
儀器探頭中產(chǎn)生高頻電信號,，測量土壤的電導與電容特性，從而計算出土壤的含鹽量與含水量,，同時,，儀器用電熱調(diào)節(jié)器測量土壤的溫度。
土壤水分量程0-100% ,，精度：≤±3%,；分辨率：0.1%
土壤溫度量程-10℃ - 60℃，精度：± 0.3℃,；分辨率：0.1℃
土壤電導率量程0-15ds/m ,，精度：±2% or 0.2ds/m；分辨率：0.01
供電：9-20v
功耗：＜10mA（工作），＜1mA（休眠）
輸出：SDI-12
工作環(huán)境：-10℃ - 60℃ 可定制其他溫度范圍
傳感器尺寸：長度115mm,，直徑40mm
探針：長度56mm,，材質(zhì)316不銹鋼
3.1.4 AZS-3 土壤水分、溫度,、電導率傳感器
土壤水分量程0-100% ，精度：≤±3%,、≤±2%（原位率定后）,；分辨率：0.1%
土壤溫度量程-30℃- 55℃，精度：± 0.3℃,；分辨率：0.1℃
土壤電導率量程0-15ds/m ,，精度：5%FS ；分辨率：0.01
輸出：SDI-12
供電：6-24v
功耗：36mA（工作）,，＜15mA（休眠）
防水等級：IP68
3.2 Aquaflex 帶狀土壤水分傳感器
用來測量大塊土體的含水量同時測量土壤溫度,，傳感器測量長度3米，測量土體體積6升,。埋設式測量,，可連接數(shù)據(jù)采集器進行長期監(jiān)測。特別適用于菜園,、葡萄園或草坪體育場,、高爾夫球場或城市綠化帶，對灌溉進行高效管理,。
原理：Time Domain Transmission. (TDT)原理,，與TDR原理相似，但有不同,，美國技術,，號：US Patent 5148125，根據(jù)介質(zhì)導電性質(zhì)對沿帶狀傳感器發(fā)射的脈沖信號速度和波形的影響來確定含水量,。
特點：
l 測量土體大,，Φ50mm×3000mm圓柱型土體，容積約6升,，避免單點測量的偶然性,；
l 耐用、穩(wěn)定性好,，易于安裝,、操作簡單；
l 測量條帶可任意彎曲以適應測量需要,；
l 內(nèi)建溫度傳感器,，可同時測量土壤溫度，并對溫度和電導率進行自動補償；
水分測量范圍：0-60%容積含水量,；
水分測量分辨率：±0.5%容積含水量,；
水分測量精度：±2%容積含水量；
溫度測量范圍： -10 - 50℃,；
溫度測量精度： ±0.5℃,；
操作溫度：-10 - 50℃；
輸出類型：4到20mA,，RS232,，頻率和*的數(shù)字數(shù)據(jù)；
供電：標準電池或外部電源供電,；6~26V,，；平均電流150uA,，峰值150mA（60ms測量時）
3.3 Th2土壤溫度傳感器
測量單點的溫度,，可測量土壤，液體和氣體的溫度,。細長的身體和尖利的頂端可減少土壤的影響,，保持良好的傳熱性。特殊的結(jié)構可減少纜線溫度對測量結(jié)果的影響,。
測量范圍：-50°C...+70°C
精度：±0,1 K at 0°C; ±0,2 K at ± 20°C; ±0,1 K at ± 40°C
感應區(qū)域: Length 15 mm ,? 5 mm
3.4 土壤水勢傳感器
3.4.1 TEROS 32 野外高精度土壤水勢,、溫度張力計
原理：采用與植物根系從土壤中吸收水分相似的原理，當土壤中的水分減少,，水勢降低時,，埋置在土壤中的張力計管中的水分會從多孔的陶瓷頭滲出，此時張力計管中形成一定的真空度,，通過測量張力計管中的真空度,，就可以反映出土壤中水勢的變化。
水勢測量范圍：-80 ~ +50 kPa
準確度：±0.15 kPa
分辨率：0.0012 kPa
溫度量程：-30 ~ +60 kPa
準確度：±0.1℃（-20℃~40℃）;±1℃（此范圍之外）
分辨率：0.001 ℃
輸出：SDI-12
尺寸：總長400 mm,、800mm,、1200mm 可選，特殊尺寸可定制
直徑：25mm
3.4.2 EQ3土壤水勢,、溫度傳感器
原理：精密的土壤水分探頭植入在多孔滲水材料中,，該材料的土壤水分和水勢的關系已知且穩(wěn)定。探頭插入土壤后,，土壤水勢迅速達到平衡,，土壤水分探頭測量該材料的水分含量并轉(zhuǎn)化成土壤水勢。
測量參數(shù)：土壤水勢（基質(zhì)勢）和土壤溫度
土壤水勢測量范圍：0~-1000 kPa (-10bar)
土壤水勢精度：±10 kPa（0to-100kPa）,； 讀數(shù)的10％（-100 to-1000kPa）
土壤溫度測量范圍：0 to 40°C
土壤溫度精度：±0.5℃（0~40℃）,，±0.75℃（-20 ~ + 60℃）
輸出：0~1.0 V
供電：5-14 V,，18mA/s
防水等級：IP68
尺寸：長181 mm，直徑40.5 mm
重量：0.3kg
傳感器校準：建議每2年校準1次（取決于使用情況）
3.4.3 EQ系列土壤水勢傳感器
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, 最大 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, 標準電纜長度：5 m, 最多可延長至100 m, 350 g
4,、數(shù)據(jù)采集器
4.1 DT 數(shù)據(jù)采集器
一款堅固、獨立,、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10個隔離或15個共用參考模擬輸入,，配置擴展模塊后最多可通道可擴展至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。工作溫度可達-45℃,。
處理器：采用18位A/D轉(zhuǎn)換器,精度±0.025%
存儲：128Mb可無限擴展,，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
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, 最大值, 最小值, 取樣值 (Sample), 向量值, 累計值 ( Totalize )等
工作溫度范圍-45~70℃，工作濕度85%（無水汽凝結(jié)）
時鐘精準度：約±1分鐘/年0-40℃,；約±4分鐘/年-40-70℃
供電電壓：10~30VDC
4.2 ENVILog 數(shù)據(jù)采集器
CPU：32位處理器FPU,，180MHz
模擬通道：8個模擬輸入通道，可定制擴展到100個
數(shù)字通道：24個,，其中8個DI口,、16個DO口
計數(shù)通道：12個，8個 32位低速計數(shù)端口,，最大計數(shù)速度10Hz,；4個 32位高速計數(shù)輸入，最大計數(shù)速度100KHz
串行通道：4個SDI-12總線端口,、1個RS232端口（可定制擴展）,、2個RS485端口（定制可擴展）
計算通道：使用變量和各種函數(shù)的表達式對模擬通道,、數(shù)字通訊和串行傳感器通道的數(shù)值進行計算；函數(shù)包括有算術函數(shù),、三角函數(shù),、關系函數(shù)、邏輯函數(shù)和統(tǒng)計函數(shù)等,。
報警：條件,、延遲、動作等多種模式
采集頻率：1s-1天 可設置
顯示：2.54’OLED屏,，8個按鍵可查看實時數(shù)據(jù)
狀態(tài)指示燈：6個,，包括采集狀態(tài)、存儲指示,、警告顯示和電源指示,，內(nèi)部電池充電指示和充滿指示
內(nèi)存：內(nèi)置512MB（約1千萬個數(shù)據(jù)）；可插拔U盤,，最大支持32G容量
通訊：USB,、以太網(wǎng)、RS232,、RS485,；支持U盤下載數(shù)據(jù)
無線功能：內(nèi)置4G DTU模塊，全網(wǎng)通,，支持ENVIData云平臺,；內(nèi)置WIFI模塊
時鐘精度：±5分鐘/年
供電：9-30v DC，
功耗@12Vdc：<1mA(待機),，100mA（運行),。
尺寸：202*136*77mm
重量：1Kg
工作條件：溫度-45℃到+70℃，濕度0-85%RH不冷凝的
5,、ENVIdata數(shù)據(jù)傳輸和管理平臺（云平臺）
該系統(tǒng)直接將數(shù)據(jù)傳送到ENVIdata數(shù)據(jù)服務器上,，通過對監(jiān)測的生態(tài)環(huán)境因子的時序變化和相關性分析，確定監(jiān)測對象的狀態(tài)發(fā)展,。
ENVIdata 服務器軟件既可以作為獨立的應用軟件,，運行在用戶的服務器上；也可以運行在澳作公司安全的服務器上,，為多個用戶提供數(shù)據(jù)接收服務,，同時幫助用戶監(jiān)控野外測點硬件系統(tǒng)的運行狀態(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)量體系認證,，于2010年獲得 ISO9001 質(zhì)量認證書,，至今全部通過專家的年度復核，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),，就能瀏覽實時和歷史數(shù)據(jù)
特點：
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),，既可瀏覽實時數(shù)據(jù)。
3） 中心服務器中文界面,，便于操作和管理
4） 提供多參數(shù),、實時或歷史數(shù)據(jù)曲線圖
5） 系統(tǒng)提供多站點地圖顯示
ENVIdata 數(shù)據(jù)服務平臺已為國內(nèi)的客戶服務多年，系統(tǒng)穩(wěn)定,、可靠,。
6、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）
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。
圖一： 圖二：
7,、產(chǎn)地： 德國,、中國
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