土壤水分溫度電導(dǎo)率測量儀的作原理和主要優(yōu)點

土壤水分溫度電導(dǎo)率測量儀 型號: MG-EM50

是ECH2O系統(tǒng)的核心件。有2種型號：EM50和EM50R（無線自動記錄型號）。根據(jù)不同的監(jiān)測需求，可以配置不同的傳感器：5-TE土壤水分、溫度電導(dǎo)率傳感器、5-TM土壤水分、溫度傳感器、ECHO雨量計、溫度傳感器、測滲儀(Drain Gauge)。利用ECHO Utility軟件可以設(shè)置日期、時間、測量間隔，收集數(shù)據(jù)等。

作原理

ECH2O傳感器是類電介質(zhì)型傳感器，通過測量傳感器上電容的變化來確定介質(zhì)的介電常數(shù)或電容率。由于水的介電常數(shù)非常，因此當(dāng)土壤中的水分含量變化時，土壤的介電常數(shù)也隨之發(fā)生相當(dāng)大的變化。ECH2O傳感器電路可以把溫度變化對測定結(jié)果的影響降到。

主要優(yōu)點

l         耐用材料制成，可長期埋設(shè)在樣地中，準(zhǔn)確監(jiān)測土壤水分

l         適于多種地理區(qū)域，測量不同深度土壤

l         系統(tǒng)價格和維護費用低廉

l         對土壤溫度和鹽度影響的敏感度低耗電少，降低長期監(jiān)測費用

l         分辨率，可準(zhǔn)確監(jiān)測每天和每小時的含水量

l         可實現(xiàn)土壤水分、溫度和電導(dǎo)度的同步測量，提供關(guān)于土壤狀況的諸多信息

術(shù)標(biāo)

1. 數(shù)據(jù)采集器

輸入通道：5個，32位數(shù)字分辨率，每通道3V激發(fā)

端口類型：3.5mm “立體聲插孔”式接頭

數(shù)據(jù)存儲：1MB，5個通道36800條記錄

掃描間隔：用戶定義，從1min到1440min

電池容量：5 AA堿性或鋰電池

電池壽命：EM50型3年，EM50R型半年以上

密封箱：防水、耐擠壓、防紫外聚合體

密封箱等級：IP45, NEMA4X

通訊：所有型號都有RS232端口，無線模式型號900MHz-2.4GHz展布頻譜RF

2. 傳感器

5- TE是DECAGON新推出革命性ECH2O傳感器，可以同時測量土壤水分，電導(dǎo)度(EC)和溫度。其運行頻率是70Hz，對EC的變化不敏感，因此特別適用于溫室或鹽堿土環(huán)境。

5- TE使用70MHz振蕩器測量土壤的介電常數(shù)，確定水分含量。與傳感器熱力接觸的熱敏電阻測量溫度，同時傳感器表面的金絲組成了四點陣列來測量電導(dǎo)度。

作原理

容積水分含量

5- TE使用電磁場測量周圍介質(zhì)的容積水分含量。傳感器向傳感器分枝提供70MHz的振蕩波，傳感器分枝按照材料的電介質(zhì)充電。存儲的電荷與土壤電介質(zhì)和土壤容積水分含量成比例。ECH2O TE微處理器測量傳感器的電荷并輸出個值，這個值與水分含量相關(guān)。

電導(dǎo)度

給2個外電施加交變電流，測量2個內(nèi)電之間的電壓來得到電導(dǎo)度（EC）。這個電壓和電流都用在計算導(dǎo)度上。電壓和導(dǎo)讀與單元常數(shù)（電的距離與它們的面積的比）相乘得到電導(dǎo)率。5-TE使用Wenner矩陣來測量EC。Wenner矩陣2個5- TE分枝的四條金帶上。

溫度

5-TE在傳感器表面安裝了熱敏電阻來獲取溫度讀數(shù)。熱敏電阻與傳感器的個分枝熱力接觸，讀取分枝表面的平均溫度。

5- TE接到Em50數(shù)據(jù)采集器上，給出系列數(shù)字結(jié)果。

術(shù)規(guī)格

尺寸：10cm (l) x 3.2cm (w) x 0.7cm (d)

分枝長度：5.2 cm

電力要求：3VDC，0.3 mA靜止，9 ms測量10 mA

容積水分含量：

量程：0 ~ VWC

頻率：70MHz

分辨率：0.1%VWC（礦質(zhì)土），0.25VWC(rockwool)

度：

礦質(zhì)土：±4% VWC （可達8 dS/m）， ± 2% VWC （特定土壤校準(zhǔn)）

ROCKWOOL：±3% VWC，0.5 ~ 8 dS/m

盆土：±3% VWC, 3 to 14 dS

溫度：

量程： -40 ~ +50°C

分辨率： 0.1°C

度： ±1°C (0 to 50°C)

電導(dǎo)度：

量程：0 to 15 dS/m (solution)

分辨率：0.01 dS/m

度：±10%

輸出：3.5 mm 耳機插頭(RS-232)

適配性：Em50 數(shù)據(jù)采集器，CSI 數(shù)據(jù)采集器數(shù)字I/O

校準(zhǔn)：礦質(zhì)土，礦毛緣纖維（rockwool）， 盆土，以及用戶的選擇