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土壤仪器
详细介绍:

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  产品名称:Hydra Probe II土壤水 分盐分温度传感器


  所属分类:土壤水分水势监测


  产品简介:


  测量参数            量程           精度


  介电常数       1~80,在空气中1,纯水中2       ±1.5%


  无机和 矿质土壤水分测量  绝对干燥到完全饱和    多数土壤中±0.01WFV;细腻土壤中最大0.03WFV


  电导率            0.01~1.5 S/m      ±2.0%,或者0.005 S/m


  温度传感器       -10℃~55℃,可选-30℃~55℃     ±0.1℃


  土壤水 分盐分温度传感器电气特征


            SDI-12       RS485


  通讯协议    SDI-12 v. 1.2      定制或开放模式


  传输上限     60米        1219米


  功耗     待机<1mA,工作30mA     待机<10mA,工作30mA


  接线方式    3线:P,G,Data     4线:P,G,com﹢,com-


  波特率     1200          9600


  漂变      ±0.012WFV      ±0.012WFV


  土壤水 分盐分温度传感器环境参数


  工作温度:


  待测土壤:冰冻到55℃


  标准温度测量范围:-10℃~+55℃


  可选温度测量范围:-30℃~+55℃


  存放温度: -40℃~+55℃


  防水性能:连续性完全浸泡


  线缆:防紫外,直埋


  抗震性:传感器头部为PVC外壳全密封,


  防震动和冲击,304不锈钢探针


  物理尺寸


  高度:12.4cm


  直径:4.2cm


  感应体积:


  长度:5.7cm


  直径:3.0cm


  重量:200g(线缆0.08kg/m)


  Steven Hydra Probe II 优点


  土壤水 分盐分温度传感器原理:


  Hydra Probe 独有的 测量方法使得与其他传感器相比在多数土壤中更精确和可靠,电子土 壤传感器土壤水分校准曲线基于他们复合介电常数(Topp 1980)。


  复合介 电常数是一种材料在电场中产生感应电荷的能力。当电磁 波通过土壤传导,部分能量被储存,而另一部分能量损耗,散失的 能量和储存的能量之间的数学关系也不是一成不变的。


  反映储 能部分或者电容特性的的实部,和水的 转动偶极矩直接相关(Logsdon 2005,Seyfried 2004),这一原 理被用于土壤水分的测量。虚部代表能量的损耗,包括电导率、频率、分子松弛等(Hilhorst 2000)。


  表观介 电常数是包含了实部和虚部的一个电介质复数介电常数(Jones 2005,Seyfried 2007)。除了Hydra Probe之外,多数传 感器都采用了诸如TDR(Blonquist 2005),TDT(Blonquist 2005B),RF共振频率电容法(Kelleners 2004)以及SIP简化阻抗探针法(Gaskin 1996),以上测 量方法全部基于表观介电常数。介电常 数的虚部对于温度、频率、土壤含 盐量和土壤质地等条件非常敏感,因而包 含了介电常数虚部特征的表观介电常数,对于温度、频率、土壤含 盐量和土壤质地同样也是敏感的(Blonquist 2005)。


  鉴于多 数土壤传感器对土壤水分的计算都是基于表观介电常数,并不是 真正的实际介电常数(实部),所以这 些传感器受土壤温度、盐分、质地的严重影响。相比之下,Hydra Probe 受土壤 条件的影响就很小。


  Hydra Probe是一种 介电阻抗传感器,它采用 的是一种利用同轴波导将实部和虚部完美剥离的方法(Campbell 1990)。通过一 个发射信号和两个反射信号,由于介 电常数的实部和虚部对应的两个反射信号的阻抗不同,通过一 个麦克斯韦方程组数学模型被分别计算(Campbell 1988,Kraft 1987)。这些复 杂的数学计算是由一个内置在Hydra Probe壳内的 微处理器来完成的。


  传感器校准


  如前边介绍的,Hydra Probe的校准 基于实际介电常数,而非其 他传感器所使用的表观介电常数,因此它 比其他传感器更精确可靠。LOAM壤土校准是Hydra Probe 进行的 最主要的土壤校准,适合多数的土壤测量。LOAM壤土的 校准基于美国农业部M.S. Seyfried的研究(Seyfried 2005)。20种代表不同的质地、形态和 矿质含量的一系列土壤经过研究,为土壤 水分测量提供最好校准曲线。


  同时,Hydra Probe 还进行了沙土、粘土、亚粘土的校准;如果需要,客户也 可以根据自己使用的特殊区域要求,自行校准。



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