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ECH2O土壤含水量监测系统 

发布时间:2016-01-26


ECH2O土壤水分传感器

        ECH2O传感器是Decagon公司研制的土壤水分传感器,采用了新技术和耐用材料,测量精度高且经济实惠。该传感器可以对多处样地、不同土壤深度的水分含量进行长期连续监测。
        ECH2O 传感器通过测量土壤的介电常数来计算土壤体积含水量。它是此类传感器中对土壤盐度和温度效应敏感度相对较低的一种,而且耗电极少,从而更容易实现长期监测。同时,高分辨率使之能够精确测量每日甚至每小时的水分利用。

工作原理
        ECH2O传感器是一种电介质型传感器,通过测量传感器上电容的变化,从而测量插入介质的介电常数或电容率。另一种电介质型传感器TDR(时域反射仪),因其价格十分昂贵且相当复杂,大量使用受到限制。由于水的介电常数非常高,因此当土壤中的水分含量变化时,土壤的介电常数也随之发生相当大的变化。ECH2O传感器电路可以把温度变化对测定的影响减小到最低。

主要优点

  • 耐用材料制成,可长期埋设在样地中,准确监测土壤水分
  • 适于多种地理区域,测量不同深度
  • 系统价格和维护费用低廉
  • 通过测量土壤介电常数确定体积含水量
  • 对土壤温度和盐度影响的敏感度低
  • 耗电少,降低长期监测费用
  • 分辨率高,可准确监测每天和每小时的含水量
  • 可实现土壤水分、温度和电导度的同步测量,提供关于土壤状况的诸多信息

选配指南
  • EC-5传感器可以测量培养基和土壤的体积含水量(土壤湿度)。由于EC-5高频率特征,使得它大大降低了电导率(EC)和土壤质地对其读数的影响,这一特点适用于所有土壤类型;高测量频率还提高了传感器的准确度和量程。
  • 5TM传感器是ECH2O TM的升级产品,可用于测量培养基和土壤的介电常数、温度和体积含水量(土壤湿度)。
  • 5TE传感器是ECH2O TE的升级产品,可同步测定体积含水量、温度、电导率(EC)。出厂时采用5点校准,确保其在各种土壤条件下正常工作。耐腐蚀,可以测定高盐度土壤,且具有电压调节功能,是一种智能化的传感器。
  • 10HS传感器可测量较大体积内土壤的含水量,测量范围达到1100cm3。受土壤质地和电导率影响小。
  • MAS-1传感器是采用70 MHz 技术的电流传感器,提供标准的4-20mA电流输出,可接入到PLCs(可编程的逻辑控制器)或灌溉控制器。电缆线的长度可延伸到76.2 m以上。
  • GS3水分传感器专为测量各种生长基的水分含量、电导率(EC) 和温度设计。主要应用于温室中,其细小的不锈钢钢针很容易插入各种介质进行测量,也可用于其它各种环境。
  • GS1传感器测定体积含水量(VWC)是利用电容和频域技术来测量介质的介电常数的。选用70 MHz的频率,对介质的盐度和结构的影响最小,几乎可在任何土壤或无土基质中准确测定体积含水量。
 
技术指标
EC5
EC-5  (5 cm)
测量参数      体积含水量VWC
测量准确度
矿质土:±3%(EC<8dS/m),±1-2%(单独校准后,EC<8dS/m);
岩石土:±3%(0.5<EC<8dS/m);
花盆土:±3%(3<EC<14dS/m)
测量分辨率
矿质土:0.1% VWC
岩石土:0.25% VWC
测量范围      0-100%VWC
测量时间      10 ms
电压          2.5~3.6VDC@10mA
输出值        与土壤VWC(曲)线性相关的电压值
尺寸          8.9×1.8×0.7 cm

5TM 
5TM  5 cm
测量参数
测量参数 测量准确度 测量分辨率 测量范围
εa ±1εa@1-40; ±15%@40-80 0.1εa@1-20; <0.75εa @20-80 1(空气) - 80(水)
VWC 矿质土:±3%(使用Topp方程EC<10dS/m)
±2%(单独校准后)
0.0008 m3/m3或者0.08% VWC (0 <VWC< 50%) 0-100% VWC
温度 ±1℃ 0.1℃ -40~60℃
 
测量时间      150 ms
电压          3.6~15 VDC
输出值        3V数据包
尺寸          10×3.2×0.7cm

土壤水分传感器 
5TE   5 cm
测量参数
测量参数 测量准确度 测量分辨率 测量范围
εa ±1εa@1-40; ±15%@40-80 0.1εa@1-20; <0.75εa @20-80 1(空气) - 80(水)
VWC 矿质土:±3%( EC<10dS/m);
多孔介质:±1-2% (单独校准后)
VWC: 0.0008 m3/m3或者0.08% VWC (0 <VWC< 50%) 0-100% VWC
温度 ±1℃ 0.1℃ -40~60℃
电导率 ±10% @ 0~ 7 dS/m,7 dS/m以上需要使用者校准 0.01 dS/m@<7 dS/m, 0.05 dS/m@7~23.1 dS/m) 0-23dS/m(bulk)
 
测量时间      150 ms
电压          3.6~15VDC,0.3mA稳流,10mA(测量期间)
输出值        3V数据包
尺寸          10×3.2×0.7cm

土壤水分传感器
10HS   10 cm
测量参数
测量参数 测量准确度 测量分辨率 测量范围
εa ±0.5εa@2-10; ±2.5@10-50 0.1εa@1-30; 0.2εa @30-50 1(空气) - 50
VWC 矿质土:±3%( EC<10dS/m);
任何土壤类型:±2%(单独校准后)
VWC: 0.0008 m3/m3或者0.08% VWC (0 ~50%) 0-57%VWC
 
测量时间      10ms
电压          3VDC @ 12mA~15 VDC @ 15 mA
输出值        300 - 1250 mV,与土壤VWC线性相关的电压值
尺寸          14.5× 3.3×0.7cm

土壤水分传感器 
MAS-1
测量参数      体积含水量VWC
测量准确度    ±6%@<65%
测量分辨率    取决于数采的电流读取范围
测量范围      0-100%VWC
测量时间      --
电压          12~32VDC
输出值        4-20mA与土壤VWC线性相关的电流值
尺寸          8.9×1.8×0.7cm

土壤水分传感器 
GS3
测量参数
测量参数 测量准确度 测量分辨率 测量范围
表观介电常数 ±1εa (无量纲) @ 1-40 (土壤范围), ±15% @ 40-80 0.1 εa @1~20
<0.75 εa @20~80
1 (空气)~ 80 (水)
体积含水量VWC ±3% VWC@典型矿质土(使用拓扑方程,且土壤溶液电导率<10 dS/m)
±1-2% VWC@多孔介质(经特定介质校准)
0.2% VWC@ 0 ~ 40%;
0.1% VWC@ > 40%
0~100%
电导率 ±5%@0~5dS/m; ±10% @ 5~ 23dS/m
10dS/m以上需要使用者校准
0.001 dS/m@0~23dS/m 0-25dS/m (体积)
温度 ±1℃ 温度:0.1℃ -40~60℃
 
测量时间      150 ms
电压          3.6-15 VDC,待测期间0.3mA,150ms测量期间25mA
输出值        Serial TTL, 3.6 Volt Levels 或 SDI-12
尺寸          9.3×2.4×6.5cm

土壤水分传感器 
GS1
测量参数      体积含水量VWC
测量准确度   
典型土壤(电导率高达8 dS/m):±0.03 m3/m3
限定土壤校准: ±0.01 - 0.02 m3/m3
分辨率(矿质土体积含水量):0.001 m3/m3
测量分辨率    矿质土:0.001m3/m3 VWC
测量范围      0-100%VWC
测量时间      10 ms
电压          3.0 - 15 VDC(最大绝对值)@ 15 mA
输出值        1000 - 2500 mV
尺寸          8.9×1.8×0.7cm
 
电缆线长度为5 m(MAS-1 为 2m或5m),频率为70MHz,电缆接口为3.5mm。

信息来源: 王宗平 | 责任编辑: 山东水利科技信息网