土壤水吸力传感器/土壤水吸力(水势)变送器 型号:JJ37-PS-2 库号: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,使水处于负压(吸力)状态,土壤吸力愈大,含水量愈小;土壤吸力愈小,含水量愈多。负压式土壤湿度计(张力计)是测定这种土壤吸力(或称土壤基质势)的仪器。土壤水吸力传感器在这种仪器基础上制成。 土壤水吸力传感器由陶土头、压阻传感器等部件组成(见图)。陶土头是仪器的感应部件,具有许多细小的孔隙,陶土头被水侵润后,在孔隙中形成一层水膜。当充满水而且密封的土壤湿度计插入水分不饱和土壤时,水膜便与土壤水连结起来,使仪器内部的水产生负压。压阻式传感器将负压力转换成电讯号,且二者呈线性关系。这样,传感器测得的电压可转换成负压,是土壤水吸力。 仪器具有结构简单,灵敏度较高,使用方便等优点,可以定点定位连续测定土壤水分吸力,及时反映土壤水分动态变化。为灌溉、排水、调节作物生长提供必要的科学根据。 二、结构 土壤湿度计由集气管、压阻式传感器和陶土头等部件组成,集气管上端为注水口,用盖子盖紧。旁侧有一个接口与传感器联接,下端通过塑料管与陶土头相接。 压阻式传感器其测量范围为0~100Kpa,精度为1%。需用1.5mA恒流供电(外接电缆短于40m时也可采用恒压供电方式)。 在0~100Kpa测量范围内,各传感器的输出电压不尽相同。因此,对吸力值与输出电压值之间的关系需要标定。标定装置如图2所示,传感器内应充满无气水,用恒流源对传感器供电。测定不同吸力值(由真空泵抽气,经水银压力表显示吸力值)时相应的传感器输出电压值,即获得该传感器的电压—吸力值的率定关系。 真空泵 盖子 集气管 传感器 电缆 电缆线 土壤水 塑料管 吸力传 感器 插头 陶土头 水银压力表 电源 数字电表 图1 土壤水吸力传感器示意图 图2 传感器标定示意图 三、传感器电特性参数 供电电源:恒流源 1.5~2mA 或10VDC(zui大10VDC) 零点偏置:zui小—30,标准0,zui大+30mV 零点漂移(0~50℃):±2.0mV 线性度:标准±0.25% zui大±1.0%Span 重复性与迟滞:±0.15%Span 反应时间:zui大1.0ms 输入阻抗:5.0KΩ 输出阻抗:5.0KΩ 全年漂移:±0.5%Span 工作环境:—40℃~+85℃ 储存温度:—55℃~+100℃ 满量程输出:平均225mV,zui低165mV,zui高285mV 过载特性:45psi 接线: 1 电源(+)——兰色线 2 信号输出(-)——红色线 3 电源(-)—— 绿色线 4 信号输出(+)——黄色线 四、使用方法 1、 使用前的准备 为了使仪器能够达到zui大的灵敏度,在使用之前,必需把仪器内部的空气除净,其步骤如下: 1.1 开启集气管的盖,徐徐注入经煮沸后冷却的新鲜无气水,直到加满为止,将仪器直立10~20分钟(不要加盖子),让水把陶土头浸润,并见水从陶土头表面滴出。 1.2 将仪器注满无气水,旋紧盖子,加以密封,并将仪器直立,让陶土头在空气中蒸发,约2小时后,从陶土头、传感器、塑料管及集气管中会有气泡溢出,轻轻敲打仪器,使气泡集中到集气管中。 1.3 将陶土头浸入无气水中,打开盖子,重新充满无气水,旋紧盖子,再让陶土头在空气中蒸发。同时,轻轻敲打仪器,收集溢出的空气。 1.4 按以上步骤进行2~3次,每进行一次之后,传感器的输出电压值可升得更高。直到电压值相当于85Kpa吸力值时,将陶土头浸入无气水中,集气管中气泡变小后打开塞子,加满水,旋紧盖子,将陶土头浸在无气水中备用。 2、 零位校正 仪器密封后,传感器至测点(陶土头中部)间存在一个静水压力值,如作测量,此静水压力差应予消除,这需要零位校正。实际测定时,传感器所测得的吸力值是土壤水吸力与传感器内这段水柱压力之和。因此在计算时,土壤水吸力等于测得的总吸力减去水柱压力。水柱压力是传感器接口到陶土头中心之间的垂直高度(厘米水柱高/1020×100。为千帕斯卡数)。 校正方法:将除好气的仪器陶土头浸在水中,水正好浸到陶土头中部,此时传感器的输出电压值,即为仪器的校正值。测量值减去零位校正值,是测点的土壤吸力。 3、 安装 在需要测量土壤吸力的地方,以一直径相当于陶土头的钻孔器开孔到待测深度,倒入少许泥浆,垂直插入传感器,使陶土头与土壤紧密接触,然后将周围填土捣实,以免雨水沿塑料管周围松土下渗而失去代表性。 五、读数 仪器安装好24小时后,便可进行数据采集,采集时间在清晨,以避免测点和仪器因温度不同而造成的误差。 仪器的量程为85Kpa。连续的土壤吸力读数可绘入坐标纸上,所绘成的曲线是灌溉排水*的参考资料。 六、检查 在使用仪器的过程中,必须定期检查集气管中的空气容量,如空气容量过集气管的容积的一半,必须重新补满水,补水时可在原地打开盖子,用无气水灌满,但要注意不要让陶土管与原来接触的土壤松动,如操作时已造成松动,应在附近开孔重新安装。一般来讲,如埋设前仪器内部的空气基本除净,且土壤的湿度在仪器的测量范围内,则可连续维持20~25天,不必重新加水。 七、使用注意事项 1、 陶土头切忌油污,以免堵塞细孔,仪器失灵。 2、 测得土壤水吸力值后,欲知相应的土壤含水量值,应通过土壤水分特征曲线求得。土壤水分特征曲线由压力膜仪或吸力平板仪测定。 3、 当气温下降到冰点前,应将仪器撤离。 4、 单位换算:100Kpa(千帕斯卡)=1巴=1000毫巴=75.01厘米汞柱=1020厘米水柱 土壤吸力与土壤水势值,其值相同,而符号相反。例如,土壤水吸力为20Kpa时,即土壤水势为—20Kpa。 土壤水吸力传感器/土壤水吸力(水势)变送器 型号:JJ37-PS-2
土壤水吸力传感器/土壤水吸力(水势)变送器 型号:JJ37-PS-2 土壤水吸力传感器/土壤水吸力(水势)变送器 型号:JJ37-PS-2 |