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(shí)，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(shí)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(shí)、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(shí)、自動測量土壤水分、溫度鹽分和土壤水勢。
該系統(tǒng)通過無線傳輸數(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(shí)查看系統(tǒng)運(yùn)行情況、下載最新和歷史數(shù)據(jù)。
監(jiān)測傳感器
1、桿式土壤水分、鹽分傳感器
PICO-Profile
PICO-Profile土壤水分廓線監(jiān)測系統(tǒng)主要傳感器為T3PN44土壤水分傳感器，采用TDR時(shí)域反射原理，可連續(xù)無損的測定土壤含水量等參數(shù)，專為土壤不同層次的長期固定測量而設(shè)計(jì)。多種安裝方式（水平安裝或垂直安裝）。系統(tǒng)同時(shí)還具有更多的應(yīng)用，如控制灌溉、建立水土平衡模型和檢測不同土壤深度的鹽負(fù)荷等。
主要技術(shù)參數(shù)
1、含水量測量范圍：0%~100%
2、水分測量精度：+/-2%
3、數(shù)據(jù)重復(fù)性：＜0.1%
4、電導(dǎo)率測量范圍：0~>20ds/m
5、測量土壤體積：1dm3
5、校準(zhǔn)曲線：標(biāo)準(zhǔn)壤土/沙壤/粘土/有機(jī)土/介電常數(shù)等
6、通訊：IMP-BUS，SDI12或RS485
7、防水等級：IP62
8、尺寸及測管：210*φ40mm；測管φ44mm，長度最深3m
8、傳感器纜線：2m、5m、10m
9、操作溫度：-15℃~50℃
10、供電：
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絕對含水量。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(shí)間 | 小于1秒 |
| 供電 | 最小：5.5V DC（2米纜線時(shí)） |
| 7.5V DC（100米纜線） |
| 最大：15V DC |
| PR2/4耗電<80mA PR2/6耗電<120mA |
| 輸出 | 4（PR2/4）或6（PR2/6)個(gè)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，最長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(gè)探頭內(nèi)間隔10cm的傳感器封裝在環(huán)氧樹脂中，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層(80cm)，12層(1.2米),16層（1.6米）可選
特點(diǎn)：
可測量各種土壤類型的土壤水分、溫度、鹽分
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。
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(shí)間 |
| 測量原理 | FD原理 | |
| 供電 | 6-14V DC | |
| 傳感器深度 | EP100C-04：40cm | 10cm一層 |
| EP100C-08：80cm |
| EP100C-12：120cm |
| EP100C-16：160cm |
| 接口 | TLL/RS232 或 SDI 12 | |
| 電池耗電 | | |
| 待機(jī)狀態(tài) | 300uA | |
| 測量過程 | 60mA | 1.4S |
| 數(shù)據(jù)傳輸 | 18mA | 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 | 最大孔徑37mm，混合砂漿 | |
| 維護(hù) | 無需 | |
Th3桿式土壤溫度傳感器
同時(shí)測量土壤剖面5cm,10cm,20cm,30cm,50cm和100cm6個(gè)不同層面的溫度曲線變化。
技術(shù)指標(biāo)：
測量范圍：-50°C...+70°C
精度：±0,1Kat0°C;±0,2Kat±20°C;±0,1Kat±40°C
測量頂端材質(zhì)：塑膠IP68
l線長度：10m
多種數(shù)據(jù)顯示方式：數(shù)據(jù)，表格，圖形。
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(shí)，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(shí)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。
EQ系列
測量范圍：0到–1500kPa(0到–15巴)
精度：0kPa到-100kPa:±10kPa；-100kPa到-1500kPa:10%
使用條件：除過電導(dǎo)率大于1mS/cm的鹽堿土外，可用于所有土壤
輸入輸出：輸入：5-15V直流電壓,最大23mA,；輸出:100-800mV直流電壓
外殼：不銹鋼，尺寸重量：17cm×4cm×2cm,標(biāo)準(zhǔn)電纜長度：5m,最多可延長至100m,350g
數(shù)據(jù)采集器
ENVILog：
ENVILog是一款型的數(shù)據(jù)采集器，它簡單，穩(wěn)定，可靠，在測量和控制方面能滿足廣泛的需求。同時(shí)具備低功耗的優(yōu)勢，體現(xiàn)在傳感器測量、直接/遠(yuǎn)程通訊連接、數(shù)據(jù)分析、外部設(shè)備控制、數(shù)據(jù)和程序存儲等方面。ENVILog采用金屬外殼屏蔽射頻干擾，具備精密時(shí)鐘、數(shù)據(jù)處理和分析等功能。上位機(jī)調(diào)試軟件操作簡單，無需專業(yè)背景。
特點(diǎn)：
CPU：32位處理器FPU，180MHz
內(nèi)存：512MBNANDFLASH和32MBSPI串行FLASH
具備快速模擬量測量功能（1000Hz）
24位A/D轉(zhuǎn)換，8通道高精度模擬測量
支持U盤下載數(shù)據(jù)
具有4路SDI-12接口，1路RS232，2路RS485
內(nèi)置4G無線通訊模塊和WIFI模塊
外接電源的范圍：9-30VDC
支持ENVIData云平臺
DT80：
最大掃描速率：25Hz
處理器：采用18位A/D轉(zhuǎn)換器,精度±0.025%
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(gè)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(jì)值(Totalize)等
工作溫度范圍-45~70℃
供電電壓：10~30VDC
工作濕度85%（無水汽凝結(jié)）
模擬輸入：15個(gè)單端通道（10個(gè)差分）
脈沖通道：12個(gè)
數(shù)字I/O口：8個(gè)
SDI12口：4個(gè)
ENVIdata數(shù)據(jù)傳輸和管理
ENVIdata服務(wù)器軟件運(yùn)行在用戶的服務(wù)器上，為多個(gè)用戶提供數(shù)據(jù)管理服務(wù)，同時(shí)幫助用戶監(jiān)控野外測點(diǎn)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。
我公司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(shí)和歷史數(shù)據(jù)。ENVIdata數(shù)據(jù)云服務(wù)平臺已為國內(nèi)的客戶服務(wù)多年，系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠。
歷史數(shù)據(jù)瀏覽和下載用戶選擇時(shí)間段繪制數(shù)據(jù)變化曲線
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 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(gè)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)。
安裝調(diào)試時(shí)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(shí)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(shí)間的變化相當(dāng)吻合
參考文獻(xiàn)：
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產(chǎn)品型號：ENVIdata-DT 
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