土壤水吸力傳感器庫(kù)號(hào)：M384935土壤水吸力傳感器庫(kù)號(hào)：M384935

土壤水吸力傳感器/土壤水吸力(水勢(shì))變送器 型號(hào):JJ37-PS-2

庫(kù)號(hào)：M384935   查看hh

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(fù)壓（吸力）狀態(tài)，土壤吸力愈大，含水量愈??；土壤吸力愈小，含水量愈多。負(fù)壓式土壤濕度計(jì)（張力計(jì)）是測(cè)定這種土壤吸力（或稱土壤基質(zhì)勢(shì)）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(jiàn)圖）。陶土頭是儀器的感應(yīng)部件，具有許多細(xì)小的孔隙，陶土頭被水侵潤(rùn)后，在孔隙中形成一層水膜。當(dāng)充滿水而且密封的土壤濕度計(jì)插入水分不飽和土壤時(shí)，水膜便與土壤水連結(jié)起來(lái)，使儀器內(nèi)部的水產(chǎn)生負(fù)壓。壓阻式傳感器將負(fù)壓力轉(zhuǎn)換成電訊號(hào)，且二者呈線性關(guān)系。這樣，傳感器測(cè)得的電壓可轉(zhuǎn)換成負(fù)壓，是土壤水吸力。
儀器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，靈敏度較高，使用方便等優(yōu)點(diǎn)，可以定點(diǎn)定位連續(xù)測(cè)定土壤水分吸力，及時(shí)反映土壤水分動(dòng)態(tài)變化。為灌溉、排水、調(diào)節(jié)作物生長(zhǎng)提供必要的科學(xué)根據(jù)。
二、結(jié)構(gòu)
土壤濕度計(jì)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(gè)接口與傳感器聯(lián)接，下端通過(guò)塑料管與陶土頭相接。
壓阻式傳感器其測(cè)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(shí)也可采用恒壓供電方式）。
在0~100Kpa測(cè)量范圍內(nèi)，各傳感器的輸出電壓不盡相同。因此，對(duì)吸力值與輸出電壓值之間的關(guān)系需要標(biāo)定。標(biāo)定裝置如圖2所示，傳感器內(nèi)應(yīng)充滿無(wú)氣水，用恒流源對(duì)傳感器供電。測(cè)定不同吸力值（由真空泵抽氣，經(jīng)壓力表顯示吸力值）時(shí)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
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(biāo)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（大10VDC）
零點(diǎn)偏置：小—30，標(biāo)準(zhǔn)0，大+30mV
零點(diǎn)漂移（0~50℃）：±2.0mV
線性度：標(biāo)準(zhǔn)±0.25% 大±1.0%Span
重復(fù)性與遲滯：±0.15%Span
反應(yīng)時(shí)間：大1.0ms
輸入阻抗：5.0KΩ
輸出阻抗：5.0KΩ
年漂移：±0.5%Span
工作環(huán)境：—40℃~+85℃
儲(chǔ)存溫度：—55℃~+100℃
滿量程輸出：平均225mV，低165mV，高285mV
過(guò)載特性：45psi
接線： 1 電源（+）——蘭色線
2 信號(hào)輸出（-）——紅色線
3 電源（-）—— 綠色線
4 信號(hào)輸出（+）——黃色線
四、使用方法
1、 使用前的準(zhǔn)備
為了使儀器能夠達(dá)到大的靈敏度，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(kāi)啟集氣管的蓋，徐徐注入經(jīng)煮沸后冷卻的新鮮無(wú)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(rùn)，并見(jiàn)水從陶土頭表面滴出。
1.2 將儀器注滿無(wú)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(shí)后，從陶土頭、傳感器、塑料管及集氣管中會(huì)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(wú)氣水中，打開(kāi)蓋子，重新充滿無(wú)氣水，旋緊蓋子，再讓陶土頭在空氣中蒸發(fā)。同時(shí)，輕輕敲打儀器，收集溢出的空氣。
1.4 按以上步驟進(jìn)行2~3次，每進(jìn)行一次之后，傳感器的輸出電壓值可升得。直到電壓值相當(dāng)于85Kpa吸力值時(shí)，將陶土頭浸入無(wú)氣水中，集氣管中氣泡變小后打開(kāi)塞子，加滿水，旋緊蓋子，將陶土頭浸在無(wú)氣水中備用。
2、 零位校正
儀器密封后，傳感器至測(cè)點(diǎn)（陶土頭中部）間存在一個(gè)靜水壓力值，如作精確測(cè)量，此靜水壓力差應(yīng)予消除，這需要零位校正。實(shí)際測(cè)定時(shí)，傳感器所測(cè)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(jì)算時(shí)，土壤水吸力等于測(cè)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(shí)傳感器的輸出電壓值，即為儀器的校正值。測(cè)量值減去零位校正值，是測(cè)點(diǎn)的土壤吸力。
3、 安裝
在需要測(cè)量土壤吸力的地方，以一直徑相當(dāng)于陶土頭的鉆孔器開(kāi)孔到待測(cè)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(shí)，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(shí)后，便可進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，采集時(shí)間在清晨，以避免測(cè)點(diǎn)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(biāo)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(guò)程中，必須定期檢查集氣管中的空氣容量，如空氣容量過(guò)集氣管的容積的一半，必須重新補(bǔ)滿水，補(bǔ)水時(shí)可在原地打開(kāi)蓋子，用無(wú)氣水灌滿，但要注意不要讓陶土管與原來(lái)接觸的土壤松動(dòng)，如操作時(shí)已造成松動(dòng)，應(yīng)在附近開(kāi)孔重新安裝。一般來(lái)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(cè)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(xiàng)
1、 陶土頭切忌油污，以免堵塞細(xì)孔，儀器失靈。
2、 測(cè)得土壤水吸力值后，欲知相應(yīng)的土壤含水量值，應(yīng)通過(guò)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(cè)定。
3、 當(dāng)氣溫下降到冰點(diǎn)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(shì)值，其值相同，而符號(hào)相反。例如，土壤水吸力為20Kpa時(shí)，即土壤水勢(shì)為—20Kpa。