土壤水吸力傳感器/土壤水吸力(水勢)變送器 型號:JJ37-PS-2 庫號：M384935
土壤水分受土壤孔隙的毛管引力和土粒的分子引力作用，使水處于負壓（吸力）狀態(tài)，土壤吸力愈大，含水量愈?。煌寥牢τ?，含水量愈多。負壓式土壤濕度計（張力計）是測定這種土壤吸力（或稱土壤基質(zhì)勢）的儀器。土壤水吸力傳感器在這種儀器基礎(chǔ)上制成。
土壤水吸力傳感器由陶土頭、壓阻傳感器等部件組成（見圖）。陶土頭是儀器的感應(yīng)部件，具有許多細小的孔隙，陶土頭被水侵潤后，在孔隙中形成一層水膜。當充滿水而且密封的土壤濕度計插入水分不飽和土壤時，水膜便與土壤水連結(jié)起來，使儀器內(nèi)部的水產(chǎn)生負壓。壓阻式傳感器將負壓力轉(zhuǎn)換成電訊號，且二者呈線性關(guān)系。這樣，傳感器測得的電壓可轉(zhuǎn)換成負壓，是土壤水吸力。
儀器具有結(jié)構(gòu)簡單，靈敏度較高，使用方便等優(yōu)點，可以定點定位連續(xù)測定土壤水分吸力，及時反映土壤水分動態(tài)變化。為灌溉、排水、調(diào)節(jié)作物生長提供必要的科學根據(jù)。
二、結(jié)構(gòu)
土壤濕度計由集氣管、壓阻式傳感器和陶土頭等部件組成，集氣管上端為注水口，用蓋子蓋緊。旁側(cè)有一個接口與傳感器聯(lián)接，下端通過塑料管與陶土頭相接。
壓阻式傳感器其測量范圍為0~100Kpa，精度為1%。需用1.5mA恒流供電（外接電纜短于40m時也可采用恒壓供電方式）。
在0~100Kpa測量范圍內(nèi)，各傳感器的輸出電壓不盡相同。因此，對吸力值與輸出電壓值之間的關(guān)系需要標定。標定裝置如圖2所示，傳感器內(nèi)應(yīng)充滿無氣水，用恒流源對傳感器供電。測定不同吸力值（由真空泵抽氣，經(jīng)水銀壓力表顯示吸力值）時相應(yīng)的傳感器輸出電壓值，即獲得該傳感器的電壓—吸力值的率定關(guān)系。
真空泵
蓋子
集氣管
傳感器
電纜
電纜線 土壤水
塑料管 吸力傳
感器
插頭
陶土頭
水銀壓力表 電源
數(shù)字電表
圖1 土壤水吸力傳感器示意圖 圖2 傳感器標定示意圖
三、傳感器電特性參數(shù)
供電電源：恒流源 1.5~2mA
或10VDC（zui大10VDC）
零點偏置：zui小—30，標準0，zui大+30mV
零點漂移（0~50℃）：±2.0mV
線性度：標準±0.25% zui大±1.0%Span
重復(fù)性與遲滯：±0.15%Span
反應(yīng)時間：zui大1.0ms
輸入阻抗：5.0KΩ
輸出阻抗：5.0KΩ
全年漂移：±0.5%Span
工作環(huán)境：—40℃~+85℃
儲存溫度：—55℃~+100℃
滿量程輸出：平均225mV，zui低165mV，zui高285mV
過載特性：45psi
接線： 1 電源（+）——蘭色線
2 信號輸出（-）——紅色線
3 電源（-）—— 綠色線
4 信號輸出（+）——黃色線
四、使用方法
1、 使用前的準備
為了使儀器能夠達到zui大的靈敏度，在使用之前，必需把儀器內(nèi)部的空氣除凈，其步驟如下：
1.1 開啟集氣管的蓋，徐徐注入經(jīng)煮沸后冷卻的新鮮無氣水，直到加滿為止，將儀器直立10~20分鐘（不要加蓋子），讓水把陶土頭浸潤，并見水從陶土頭表面滴出。
1.2 將儀器注滿無氣水，旋緊蓋子，加以密封，并將儀器直立，讓陶土頭在空氣中蒸發(fā)，約2小時后，從陶土頭、傳感器、塑料管及集氣管中會有氣泡溢出，輕輕敲打儀器，使氣泡集中到集氣管中。
1.3 將陶土頭浸入無氣水中，打開蓋子，重新充滿無氣水，旋緊蓋子，再讓陶土頭在空氣中蒸發(fā)。同時，輕輕敲打儀器，收集溢出的空氣。
1.4 按以上步驟進行2~3次，每進行一次之后，傳感器的輸出電壓值可升得更高。直到電壓值相當于85Kpa吸力值時，將陶土頭浸入無氣水中，集氣管中氣泡變小后打開塞子，加滿水，旋緊蓋子，將陶土頭浸在無氣水中備用。
2、 零位校正
儀器密封后，傳感器至測點（陶土頭中部）間存在一個靜水壓力值，如作測量，此靜水壓力差應(yīng)予消除，這需要零位校正。實際測定時，傳感器所測得的吸力值是土壤水吸力與傳感器內(nèi)這段水柱壓力之和。因此在計算時，土壤水吸力等于測得的總吸力減去水柱壓力。水柱壓力是傳感器接口到陶土頭中心之間的垂直高度（厘米水柱高/1020×100。為千帕斯卡數(shù)）。
校正方法：將除好氣的儀器陶土頭浸在水中，水正好浸到陶土頭中部，此時傳感器的輸出電壓值，即為儀器的校正值。測量值減去零位校正值，是測點的土壤吸力。
3、 安裝
在需要測量土壤吸力的地方，以一直徑相當于陶土頭的鉆孔器開孔到待測深度，倒入少許泥漿，垂直插入傳感器，使陶土頭與土壤緊密接觸，然后將周圍填土搗實，以免雨水沿塑料管周圍松土下滲而失去代表性。
五、讀數(shù)
儀器安裝好24小時后，便可進行數(shù)據(jù)采集，采集時間在清晨，以避免測點和儀器因溫度不同而造成的誤差。
儀器的量程為85Kpa。連續(xù)的土壤吸力讀數(shù)可繪入坐標紙上，所繪成的曲線是灌溉排水*的參考資料。
六、檢查
在使用儀器的過程中，必須定期檢查集氣管中的空氣容量，如空氣容量過集氣管的容積的一半，必須重新補滿水，補水時可在原地打開蓋子，用無氣水灌滿，但要注意不要讓陶土管與原來接觸的土壤松動，如操作時已造成松動，應(yīng)在附近開孔重新安裝。一般來講，如埋設(shè)前儀器內(nèi)部的空氣基本除凈，且土壤的濕度在儀器的測量范圍內(nèi)，則可連續(xù)維持20~25天，不必重新加水。
七、使用注意事項
1、 陶土頭切忌油污，以免堵塞細孔，儀器失靈。
2、 測得土壤水吸力值后，欲知相應(yīng)的土壤含水量值，應(yīng)通過土壤水分特征曲線求得。土壤水分特征曲線由壓力膜儀或吸力平板儀測定。
3、 當氣溫下降到冰點前，應(yīng)將儀器撤離。
4、 單位換算：100Kpa（千帕斯卡）=1巴=1000毫巴=75.01厘米汞柱=1020厘米水柱
土壤吸力與土壤水勢值，其值相同，而符號相反。例如，土壤水吸力為20Kpa時，即土壤水勢為—20Kpa。
土壤水吸力傳感器/土壤水吸力(水勢)變送器 型號:JJ37-PS-2
土壤水吸力傳感器/土壤水吸力(水勢)變送器 型號:JJ37-PS-2 土壤水吸力傳感器/土壤水吸力(水勢)變送器 型號:JJ37-PS-2 |
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