土壤水分传感器

土壤水分传感器是国内自主开发的产品,我们是国内为数不多的自主开发单位之一。

下面是FD原理土壤水分传感器介绍：

水分传感器是基于介电理论并运用频域测量技术自主研制开发的，能够精确测量土壤和其它多孔介质的体积含水量。可与温室环境监测、土壤墒情采集、自动灌溉控制等系统集成，实现水分的长期动态连续监测。也可与SMC系列数据记录仪组成便携式土壤水分测量系统。

主要特点：

响应速度快，<1秒；

重复性好，<1%；

环境适应性强，防水防潮；

电压/电流输出可选，传输距离远；

工作温度范围宽，低温可扩展到-40oC

性价比高；

技术指标：

测量参数 土壤容积含水量vol% (m3/m3)

供电电压

5～12VDC

测量范围

0～100%

工作电流

25mA

精 度

非饱和范围内为±2%

电缆长度

标准长度1.5m，可定制

重复性

±1%

电极材料

316L不锈钢

输出信号

0～1.5VDC或4～20mA

电极长度

6cm

测量区域

95%的影响在￠5×8cm的圆柱体内

密封性

IP68防水防潮

响应时间

<1秒

外形尺寸

120×45×15mm2100433B

一、产品特色：

该仪器是符合《土壤墒情监测规范SL000-2005中华人民共和国水利行业标准》，根据土壤墒情监测规范要求设计，不仅可实时监测墒情的最主要参数——土壤水分，还可根据用户需求监测土壤温度等，配套的软件可根据用户需要灵活设定墒情参数的采样周期和存储周期、巡测和召测数据及分析数据等功能。系统进行不间断监测，对土壤墒情的发生、发展及变化进行实时的监视和分析，为开展排涝抗旱工作提供信息依据。

土壤水分传感器采用国际上最流行的现场测试土壤水分原理：频域反射原理（FDR），该技术最早应用于美国，即传感器发射一定频率的电磁波，电磁波沿探针传输，到达底部后返回，检测探头输出的电压，由于土壤介电常数的变化通常取决于土壤的含水量，由输出电压和水分的关系则可计算出土壤的含水量。水分是决定土壤介电常数的主要因素。测量土壤的介电常数，能直接稳定地反应各种土壤的真实水分含量。FDR土壤水分传感器可测量土壤水分的体积百分比，与土壤本身的机理无关，此原理是目前国际上最流行的土壤水分传感器测量方法。

二、应用范围：

广泛应用于农业、林业、地质等方面土壤温度测量及研究。

三、产品特点:

01、本机体积小，软件操作简单，性能可靠，记录间隔可根据要求从1分至24小时任意设置。

02、全程跟踪记录被测土壤中的温度数据，记录时间长，具有断电数据自动存储保护功能。

03、整机功耗小，整机功耗不大于2W。

04、软件功能强大，数据查看方便，随时可以将记录仪中的数据导出到计算机中，并可以存储为EXCEL表格文件，生成数据曲线，以供其它分析软件进一步进行数据处理。

05、单台记录仪可以接入最多8路土壤温湿度传感器探头，探头可测量土壤中的温度、湿度分布情况。

06、记录仪可脱开计算机独立工作，当需要查看当前环境数据时可通过通讯接口由计算机读取记录仪内的数据。

07、一台记录仪，可以同时测量多个点的温度及土壤湿度。

08、数据通讯接口：RS232和USB双接口

09、具有看门狗电路，自动复位功能，保证系统稳定运行

10、数据储存容量：4M

四、技术参数:

土壤含水量有三个重要指标。一个是土壤饱和含水量，表明该土壤最多能含多少水，此时土壤水势为0。

第二是田间持水量，是土壤饱和含水量减去重力水后土壤所能保持的水分。重力水基本上不能被植物吸收利用，此时土壤水势为-0.3巴。

第三是萎蔫系数，是植物萎蔫时土壤仍能保持的水分。这部分水也不能被植物吸收利用，此时土壤水势为-15巴。

田间持水量与萎蔫系数之间的水称为土壤有效水是植物可以吸收利用的部分。当然，一般在田间持水量的60%时，即土壤水势-1巴左右就采取措施进行灌溉。

土壤水势可细分为重力势、基模势和溶质势。

土壤水分重力势以土壤水面与土表面相平时为0。水面高于土表面时为正值（此时也称为压力势）。水面低于土表面时为负值（土壤水吸力为正值）。

土壤基模势指土壤中矿质颗粒表面和有机质颗粒表面对水所产生的张力。它的值永远是负值，即总是将土壤表面的水分向土体内吸进来。

土壤水分溶质势与土壤溶液中所含溶质数量有关，溶质越多，溶质势越小（即越负）。点水源入渗时，水沿湿度梯度从高水势处向低水势处流动，逐渐形成一个干湿交界分明的椭球体形状，称为湿润球，球面各处土壤水势相等。该球面称为入渗锋，在水头固定不变时，入渗锋的前进速度随着时间的延长而减慢。

大部分植物养分都是溶于水后随水移动运输到植物根系被吸收的。无论根系以质流、扩散、截获哪种方式吸收植物养分都在土壤溶液中进行。

使用方法：

1、将T型手柄和一只延长杆，和钻头，用板手连接好。

2、顺时钟旋转T型手柄，钻头会缓慢钻入土壤中。

3、到达固定深度，可逆时钟旋转T型手柄，取出钻头。

4、用刮刀从钻头中取出土壤样品，一次采样完成。

5、使用完毕请用布将所有器材擦干净，放入铝箱中。

土壤水存在于土壤孔隙中，尤其是中小孔隙中，大孔隙常被空气所占据。穿插于土壤孔隙中的植物根系从含水土壤孔隙中吸取水分，用于蒸腾。土壤中的水气界面存在湿度梯度，温度升高，梯度加大，因此水会变成水蒸汽蒸发逸出土表。蒸腾和蒸发的水加起来叫做蒸散，是土壤水进入大气的两条途径。

表层的土壤水受到重力会向下渗漏，在地表有足够水量补充的情况下，土壤水可以一直入渗到地下水位，继而可能进入江、河、湖、海等地表水。

墒，指土壤的湿度。墒情，指土壤湿度的情况。土壤湿度是土壤的干湿程度，即土壤的实际含水量，可用土壤含水量占烘干土重的百分数表示：土壤含水量=水分重/烘干土重×100%。也可以土壤含水量相当于田间持水量的百分比，或相对于饱和水量的百分比等相对含水量表示。

土壤水是植物吸收水分的主要来源（水培植物除外），另外植物也可以直接吸收少量落在叶片上的水分。土壤水的主要来源是降水和灌溉水，参与岩石圈-生物圈-大气圈-圈-水圈的水分大循环。