使用探頭的方式來進(jìn)行測(cè)量土壤水分的時(shí)候,會(huì)受土壤的環(huán)境影響,在鹽堿之地測(cè)量的誤差是最大的,為了盡量減少該誤差的出現(xiàn),在土壤水分測(cè)量?jī)x中進(jìn)行添加數(shù)字濾波技術(shù)來進(jìn)行減少環(huán)境因素對(duì)土壤水分測(cè)定的結(jié)果干擾,常用的數(shù)字濾波算法有限幅濾波法、中值濾波法、算術(shù)平均濾波法、加權(quán)平均濾波法、滑動(dòng)平均濾波法、低通濾波法及復(fù)合濾波法等,在眾多的方式中總有一種是最適合運(yùn)用于土壤水分的測(cè)量中:
1)限幅濾波法,是通過相鄰兩組數(shù)據(jù)差值與最大允許誤差值進(jìn)行比較,進(jìn)行得出數(shù)據(jù)的。主要用于處理變化比較緩慢的數(shù)據(jù)。
2)算術(shù)平均濾波法,算術(shù)平均值濾波法是連續(xù)取N次采樣值進(jìn)行算術(shù)平均,適用于對(duì)具有隨機(jī)干擾的信號(hào)進(jìn)行濾波,受數(shù)據(jù)組的影響。
3)加權(quán)平均濾波法,這種換算比較的麻煩,先進(jìn)性測(cè)量N組數(shù)據(jù)將其乘以加權(quán)系數(shù),在進(jìn)行求累積和。
4)滑動(dòng)平均濾波法,滑動(dòng)平均濾波法是只采樣1次,將這個(gè)值與過去采樣的值進(jìn)行比較,并求平均值。在采樣速度較慢時(shí)可以使系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性得到保證。
5)低通濾波法,低通濾波法就是將模擬低通濾波器的微分方程用差分方程表示,這樣就可用軟件算法模擬硬件濾波的功能,對(duì)于那些變化緩慢的有一定的效果。
6)復(fù)合濾波法,復(fù)合濾波法是把2種不同濾波功能的數(shù)字濾波器組合起來,組成復(fù)合濾波器,無論對(duì)于快速還是緩慢的信號(hào)都有很好的緩沖作用。
通過使用上述的方式來進(jìn)行,然后跟土壤水分溫度測(cè)量?jī)x或者土壤墑情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)測(cè)得的結(jié)果進(jìn)行多次比較發(fā)現(xiàn),選用算術(shù)平均濾波法和滑動(dòng)平均濾波作為測(cè)量?jī)x的濾波算法,能對(duì)環(huán)境中的各參數(shù)的干擾直降到最低,土壤水分測(cè)量?jī)x測(cè)定的值準(zhǔn)確度是最高的。
“中國(guó)管”土壤水分、溫度監(jiān)測(cè)儀配套手機(jī)端app,目前手機(jī)端app支持安卓4.0及以上系統(tǒng)。通過手機(jī)app可以完成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)列表瀏覽、數(shù)據(jù)圖表瀏覽、設(shè)備定位。
土壤取樣器,土壤振篩儀,環(huán)刀,土壤篩,土壤溶液取樣器,土壤養(yǎng)分,土壤養(yǎng)分速測(cè)儀,臺(tái)式近紅外土壤養(yǎng)分速測(cè)儀,手持式土壤養(yǎng)分速測(cè)儀,尼龍篩,定氮儀,離子計(jì),PH計(jì)原子吸收分光光度計(jì),銘空心陰極燈,乙塊鋼瓶,原子吸收光譜儀,原子熒光光度計(jì),測(cè)汞儀,滴定儀氣相色譜儀,分光光度計(jì),電導(dǎo)率,土壤鹽分測(cè)定儀,土壤水分便攜式土壤水分速測(cè)儀,定時(shí)定位土壤水分速測(cè)儀,便攜式土壤墑情測(cè)定,GPS土壤水分溫度速,儀無線墑情監(jiān)測(cè)系統(tǒng),剖面水分監(jiān)測(cè)系統(tǒng),烘干法紅外水分測(cè)試儀,土壤水分溫度速儀,墑情與旱情管理系統(tǒng)電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱,土壤粉碎機(jī),水分鋁盒,硅膠,干燥器土壤硬度數(shù)字式土壤硬度計(jì),指針式土壤硬度計(jì),土壤緊實(shí)度測(cè)定儀,GPS土壤緊實(shí)度測(cè)定儀。
土壤水分測(cè)定儀是基于介電理論與頻域測(cè)量方法實(shí)現(xiàn)土壤水分的快速測(cè)量,由于土壤介電常數(shù)的變化通常取決于土壤的含水量,由輸出電壓和水分的關(guān)系則可計(jì)算出土壤的含水量。 廣泛應(yīng)用于土壤墑情檢測(cè)、旱作節(jié)...
便攜式土壤水分測(cè)定儀可測(cè),高嶺土、膨潤(rùn)土、污泥、等樣品你水分含量深圳艾格瑞便攜式水分儀
土壤水分測(cè)定儀優(yōu)勢(shì)
典型的插針式傳感器感應(yīng)的土壤范圍是直徑125毫米、高為200毫米的圓柱體,而“中國(guó)管”的感應(yīng)范圍是外徑637.5毫米、壁厚250毫米、高為250毫米的管柱體。導(dǎo)管式感應(yīng)范圍是插針式的31倍,表性就提高了30倍。再考慮到土壤水分的不一致性,導(dǎo)管式的測(cè)量方式顯得“靠譜”多了。
插針式的特征是外露的鋼針,導(dǎo)管式是指?jìng)鞲衅魅忾]于一個(gè)管中的墑情儀。鋼針長(zhǎng)期使用會(huì)變形、表面會(huì)有腐蝕或者污染,而且當(dāng)插針式要成組多點(diǎn)應(yīng)用的時(shí)候就涉及復(fù)雜的連線,實(shí)施時(shí)需要在土壤中挖一個(gè)深坑掩埋,安裝時(shí)如此維護(hù)時(shí)也需要同樣的工作。由此產(chǎn)生的是設(shè)備的不可靠、安裝和維護(hù)時(shí)對(duì)被測(cè)對(duì)象的徹底干擾,工作量和人員因素影響大。而導(dǎo)管式水分儀,打一個(gè)洞在地上,插入設(shè)備,無論單點(diǎn)還是多組,程序都是一樣的,土壤擾動(dòng)降到最低,設(shè)備長(zhǎng)期使用中傳感器件不會(huì)受到腐蝕或者污染,基本無人員因素干擾。
插針式是半數(shù)字化的,導(dǎo)管式是全數(shù)字化設(shè)計(jì)的。插針式從傳感探針到數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊之間傳輸?shù)氖鞘治⑷醯哪M量,這一段就十分容易受到外界信號(hào)干擾,影響分辨率、可靠性和準(zhǔn)確性。而對(duì)于導(dǎo)管式的水分傳感器,傳感器出來的頻率信號(hào)直接轉(zhuǎn)數(shù)字化,這使得受干擾的機(jī)會(huì)就沒有了,所以導(dǎo)管式既能保證高分辨率又能保證高可靠性和100%傳輸準(zhǔn)確性。因而導(dǎo)管式可以徹底消除困擾插針式用戶多年的“數(shù)據(jù)突跳”及“變濕不變數(shù)”問題。
"中國(guó)管"數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性及穩(wěn)定性案例
下表為河北保定冉莊水文試驗(yàn)站在2013年底用烘干法做的與傳感器對(duì)比數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)對(duì)比了20厘米,50厘米和80厘米三個(gè)土層的結(jié)果顯示,傳感器的輸出數(shù)值在穩(wěn)定的有規(guī)律的變化,而烘干法數(shù)值則由于實(shí)驗(yàn)誤差引起毫無規(guī)律的波動(dòng)。
“中國(guó)管”土壤水分、溫度檢測(cè)儀采用全封閉結(jié)構(gòu),整體設(shè)備在插入土壤部分滿足IP68防護(hù)級(jí)別,地上部分滿足IP67防護(hù)級(jí)別。傳感器的電子元器件內(nèi)置于高強(qiáng)度的防護(hù)材料之中,與土壤不發(fā)生直接接觸。內(nèi)置可反復(fù)充電的磷酸鐵鋰電池,電池具有獨(dú)特的電池防護(hù)設(shè)計(jì)。
在防雷方面,由于傳統(tǒng)的RTU支架高出于地面數(shù)米,且大部分金屬構(gòu)件直接暴露在空氣中,有眾多被雷擊的案例。
當(dāng)把土壤水分儀長(zhǎng)期固定安裝在田間后,在沒有圍欄、農(nóng)場(chǎng)保安等外部保護(hù)的情況下,在有被盜的潛在風(fēng)險(xiǎn)時(shí),“中國(guó)管”主要從以下幾個(gè)方面考慮防盜問題。
靠一個(gè)人的力量并不能將“中國(guó)管”土壤水分、溫度檢測(cè)儀從地面拔出來。尤其是在土壤濕度較大、壤土、粘性土的情況下。只有在兩個(gè)或以上的人數(shù),通過使用繩子,抬杠,垂直往上的用力,才能將“中國(guó)管”從土壤中拔出來。
在有農(nóng)作物正常生長(zhǎng)的地塊,當(dāng)農(nóng)作物高于18厘米時(shí),農(nóng)作物都會(huì)把水分儀遮蓋,植物長(zhǎng)得茂密時(shí),傳感器更不容易被發(fā)現(xiàn)。
無開關(guān)的設(shè)計(jì)模式,實(shí)時(shí)的智能數(shù)據(jù)監(jiān)控,當(dāng)設(shè)備由土壤中拔出地面后,設(shè)備仍然正常發(fā)送數(shù)據(jù),但采集到的含水量數(shù)據(jù)均為0。當(dāng)設(shè)備數(shù)據(jù)采集間隔為1小時(shí)時(shí),可以在一小時(shí)以內(nèi)發(fā)現(xiàn)設(shè)備被盜。
另外,可以采用偽裝,保護(hù)色的方式將設(shè)備地上部分涂刷成與環(huán)境一致的顏色進(jìn)行防盜。但這種做法需要留心記住傳感器所在的位置,避免發(fā)生傳感器的主人也找不到傳感器的情況發(fā)生。
① 現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)間小于15分鐘
現(xiàn)場(chǎng)部署安裝時(shí)間小于15分鐘,極大降低人力需求?!爸袊?guó)管”的安裝現(xiàn)場(chǎng),客戶僅需要做兩件事情:使用“中國(guó)管”配套的取土鉆鉆孔取土;將“中國(guó)管”插入土壤中。
② 多樣化數(shù)據(jù)通訊方式
“中國(guó)管”土壤水分、溫度監(jiān)測(cè)儀有以下3大類通訊方式可供選擇:
A. 全網(wǎng)支持移動(dòng)、聯(lián)通、電信GPRS 無線通訊; B. RS232通訊,通訊距離:5米; C. CAN通訊,通訊距離:大于500米⑧ 可持續(xù)性
③ 免現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)模式
“中國(guó)管”土壤水分、溫度監(jiān)測(cè)儀都過出廠校準(zhǔn)的模式,使各支傳感器的性能參數(shù)保持高度的一致性,進(jìn)而在客戶提出做土壤參數(shù)率定需求時(shí),Insentek 通過使用其他通規(guī)格的傳感器就能完成土壤參數(shù)率定工作。
④ 無開關(guān)設(shè)計(jì)
無開關(guān)的產(chǎn)品設(shè)計(jì),把現(xiàn)場(chǎng)安裝人員的操作環(huán)節(jié)及對(duì)人員的素質(zhì)需求降到了最低,通過遠(yuǎn)程模式智能控制“中國(guó)管”土壤水分、溫度監(jiān)測(cè)儀的工作和停止。
⑤ 智能檢測(cè)燈
“中國(guó)管”土壤水分、溫度監(jiān)測(cè)儀上安裝有一智能按鈕檢測(cè)燈,當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)安裝人員按按鈕檢測(cè)燈時(shí),如果燈亮,說明設(shè)備狀態(tài)正常,同時(shí)進(jìn)行一次數(shù)據(jù)測(cè)量發(fā)送工作。
⑥ 內(nèi)外結(jié)合的供電方式
磷酸鐵鋰電池內(nèi)部供電(+3.3VDC)(GPRS通訊模式)或外部+12VDC供電(串口通訊)。
土壤水分傳感器
SMC2000讀數(shù)表
9V電池兩節(jié)
包裝盒
說明書
技術(shù)參數(shù):
傳感器技術(shù)參數(shù)
讀數(shù)表技術(shù)參數(shù)
測(cè)量范圍:0 ~ 70% Vol.
精度:1mV
精度:±3%
測(cè)量分辨率:0.1%
重復(fù)性:±1%
顯示模式:m3.m-3、% Vol.、mm、mV
工作溫度:-20~70℃
外形尺寸:120×45×15mm
探頭標(biāo)準(zhǔn)電纜長(zhǎng)度:1.5米 (可定制長(zhǎng)度)
密封性:IP68防水防潮
電源:5~12VDC
響應(yīng)時(shí)間:<1秒
注意事項(xiàng):不可將探頭直接用水清洗,使用完畢應(yīng)用干布擦凈。測(cè)量時(shí)探針應(yīng)垂直插入。
土壤水分測(cè)定儀常見傳感器
國(guó)內(nèi)外從 20世紀(jì)中葉就開始進(jìn)行土壤水分的監(jiān)測(cè),一直都在進(jìn)行各種測(cè)量方法的研究,盡然原理、特性各有不同,但從終端設(shè)備的結(jié)構(gòu)和功能來看,目前已經(jīng)市場(chǎng)化的可以分為以下4類。
插針式土壤水分傳感器由不銹鋼探針和防水探頭構(gòu)成,可長(zhǎng)期埋設(shè)于土壤和堤壩內(nèi)使用,對(duì)表層和深層土壤進(jìn)行墑情的定點(diǎn)監(jiān)測(cè)和在線測(cè)量。與數(shù)據(jù)采集器配合使用,可作為水分定點(diǎn)監(jiān)測(cè)或移動(dòng)測(cè)量的工具。
優(yōu)點(diǎn):
結(jié)構(gòu)小巧、簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜,單個(gè)傳感器價(jià)格相對(duì)便宜。
缺點(diǎn):
A. 所測(cè)量土壤水分的土樣代表性不夠高
感應(yīng)的土壤范圍是直徑125毫米、高為200毫米的圓柱體,土壤水分代表性不足夠高,當(dāng)插針位置土質(zhì)不均勻,影響數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。
B. 破壞土層結(jié)構(gòu),造成土壤擾動(dòng)
當(dāng)監(jiān)測(cè)不同土層深度土壤含水量時(shí),需要挖開土壤剖面,在土壤中插入針式水分儀后,再回填土壤。這種不得已的做法實(shí)際上已經(jīng)破壞了土壤的結(jié)構(gòu),因?yàn)榛靥钔寥赖娜葜?、土壤顆粒間的結(jié)合方式已經(jīng)被改變。
C. 安裝現(xiàn)場(chǎng)組成復(fù)雜,易受到外界信號(hào)干擾
插針式是半數(shù)字化的,從傳感探針到數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊之間傳輸?shù)氖鞘治⑷醯哪M量,這一段就十分容易受到外界信號(hào)干擾,影響分辨率、可靠性和準(zhǔn)確性。
插針式要成組多點(diǎn)應(yīng)用的時(shí)候就涉及復(fù)雜的連線,實(shí)施時(shí)需要在土壤中挖一個(gè)深坑掩埋,安裝時(shí)如此維護(hù)時(shí)也需要同樣的工作。由此產(chǎn)生的是設(shè)備的不可靠、安裝和維護(hù)時(shí)對(duì)被測(cè)對(duì)象的徹底干擾,工作量和人員因素影響大。
D. 使用壽命有限
外露的鋼針,鋼針長(zhǎng)期使用會(huì)變形、表面會(huì)有腐蝕或者污染。
E. 能耗高,安裝現(xiàn)場(chǎng)工作量大,后期設(shè)備殘留。
插針式組成的系統(tǒng)往往結(jié)構(gòu)復(fù)雜、大量的連線及連結(jié)裝置、耗能較高(電源一般采用鉛酸電池)。特別是大規(guī)模野外實(shí)施時(shí),一旦需要回收,插針式系統(tǒng)即使地面上的電池以及太陽(yáng)能板和無線發(fā)射單元拆卸收回,人們往往不會(huì)再將其地下部件挖出,勢(shì)必會(huì)有大量傳感器探頭、金屬連線留在土壤中造成長(zhǎng)期重金屬、塑料等污染。
F.
G.多深度監(jiān)測(cè)時(shí),綜合安裝、施工成本較高
當(dāng)監(jiān)測(cè)不同土層深度土壤含水量時(shí),需要挖開土壤剖面,在土壤中插入針式水分儀后,再回填土壤。目前中國(guó)大部分農(nóng)村為留守老人和兒童,當(dāng)野外安裝部署水分監(jiān)測(cè)儀時(shí),尋找人工顯得極為困難。
當(dāng)插針式水分傳感器與數(shù)據(jù)采集器配合使用,就是插針式土壤水分速測(cè)儀。優(yōu)缺點(diǎn)同上插針式土壤水分傳感器。
優(yōu)點(diǎn)
導(dǎo)管式土壤水分儀設(shè)計(jì)精巧、安裝要求高、精度和穩(wěn)定性能夠達(dá)到長(zhǎng)期科學(xué)研究的要求。在國(guó)內(nèi)僅在氣象系統(tǒng)有規(guī)模性應(yīng)用。
缺點(diǎn)
安裝復(fù)雜,耗時(shí)耗力
為了追求最小的土壤擾動(dòng),導(dǎo)管式采取釘管、管中掏土、內(nèi)壁清理、現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)、現(xiàn)場(chǎng)密封的操作流程?;旧蠈儆诂F(xiàn)場(chǎng)組裝類產(chǎn)品。在我國(guó)幅員遼闊、受訓(xùn)技術(shù)人員不足、農(nóng)村和野外勞動(dòng)力缺乏、自然環(huán)境復(fù)雜等情況下,大規(guī)模應(yīng)用導(dǎo)管式的可能性是沒有的。
沒有溫度校準(zhǔn)
根據(jù)測(cè)水原理可知,土壤含水率的檢測(cè)本質(zhì)上是檢測(cè)土壤和水混合物的介電常數(shù),其中水在80左右,土壤在3-5之間。水的介電常數(shù)其實(shí)是隨溫度變化的,這個(gè)變化經(jīng)過一些實(shí)驗(yàn),可以測(cè)到每10攝氏度的變化,會(huì)導(dǎo)致土壤0.6%的含水率變化。所以理論上說,要在戶外環(huán)境中,測(cè)準(zhǔn)土壤含水率就必須對(duì)溫度進(jìn)行校準(zhǔn)。
在重新審視土壤水分的應(yīng)用要求和社會(huì)環(huán)境基礎(chǔ)上,借助互聯(lián)網(wǎng)的顛覆性創(chuàng)新理念,結(jié)合現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)中用戶體驗(yàn)的分析技術(shù),以及大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)的平臺(tái),重新設(shè)計(jì)的產(chǎn)品,它繼承了導(dǎo)管式和插針式的各項(xiàng)優(yōu)勢(shì),又彌補(bǔ)了他們的不足,開發(fā)了面向大規(guī)模、更廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景的號(hào)稱“中國(guó)管”的新一代土壤含水率測(cè)量設(shè)備。它擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的土壤水分監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(具有受發(fā)明專利保護(hù)的水分儀,自主版權(quán)的軟件系統(tǒng));它具有土壤水分?jǐn)?shù)據(jù)的處理、分析能力,可以為客戶提供灌溉咨詢指導(dǎo)。此產(chǎn)品在最近公布的水利部《第一批土壤水分監(jiān)測(cè)儀器檢測(cè)合格產(chǎn)品目錄》上輕松奪冠,排在第一位。(水利部政府網(wǎng)址:http://fxkh.mwr.gov.cn/tzgg/201402/t20140221_548660.html)
第一代“中國(guó)管”的產(chǎn)品已經(jīng)具備如下特性:
? ① 低能耗、集成一體化
即物聯(lián)網(wǎng)通訊終端、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和處理單元、多深度水分及溫度傳感器、高性能電池在一個(gè)管中集成;低能耗,可用太陽(yáng)能電池供電,無外部供電工作時(shí)間超過30天;
?③ 精度和穩(wěn)定性
精度達(dá)到正負(fù)2%以下,含同位溫度校準(zhǔn);穩(wěn)定性達(dá)到0.05%;
? ?④ 安裝及實(shí)施
15分鐘現(xiàn)場(chǎng)操作,無土壤擾動(dòng),無需現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn),智能啟停,極大降低人力需求;
? ?⑤ 環(huán)境保護(hù)
工作期間對(duì)環(huán)境無污染;設(shè)備撤場(chǎng)后對(duì)環(huán)境無殘留污染;
⑥ 大數(shù)據(jù)支持
產(chǎn)品生命期數(shù)據(jù)完整記錄及備份,支持大數(shù)據(jù)分析及移動(dòng)設(shè)備訪問;
? ?⑦ 知識(shí)產(chǎn)權(quán)
跟國(guó)外產(chǎn)品在知識(shí)產(chǎn)權(quán)上無現(xiàn)實(shí)的和潛在的沖突,能夠?qū)诵奶匦缘闹R(shí)產(chǎn)權(quán)進(jìn)行保護(hù)。
技術(shù)參數(shù):
測(cè)量參數(shù):土壤容積含水量;
方科儀器測(cè)量精度:0-50%(m3/m3)范圍內(nèi))±2%(m3/m3);
測(cè)試靈敏度:±0.01 %(m3/m3);
量程:0-100%(m3/m3);
單位:%(m3/m3);
50-100%(m3/m3)范圍內(nèi))±3%(m3/m3);
分辨率:0.1%
測(cè)量區(qū)域:90%的影響在圍繞中央探針直徑為3cm長(zhǎng)為6cm的圓柱體內(nèi);
穩(wěn)定時(shí)間:通電后約10秒鐘;
響應(yīng)時(shí)間:響應(yīng)在1秒鐘內(nèi)進(jìn)入穩(wěn)定過程;
供電方式:鋰電池
通訊方式:USB、有線RS485、無線和GPRS
軟件: 上位機(jī)軟件免費(fèi)贈(zèng)送
線纜: 水分國(guó)標(biāo)屏蔽線2米,溫度聚
具有普通型功能外,增加了GPS定位功能。在測(cè)試土壤含水率的同時(shí),可以測(cè)定測(cè)點(diǎn)的精確信息(經(jīng)度、緯度),可隨時(shí)顯示采樣點(diǎn)的位置信息,并可將位置和水分、組數(shù)等信息存儲(chǔ)到主機(jī)內(nèi),也可通過計(jì)算機(jī)導(dǎo)出。因而,能夠反映土壤水分的空間差異。不僅有利于實(shí)施節(jié)水灌溉,同時(shí)精確的供水也有利于提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。實(shí)現(xiàn)了含水率和三維位置信息的自動(dòng)采樣和處理,對(duì)傳感器、GPS接收機(jī)的信號(hào)進(jìn)行處理并計(jì)算出相應(yīng)的數(shù)據(jù),具備顯示、存儲(chǔ)、通訊等功能,并可在計(jì)算機(jī)中對(duì)水分分布進(jìn)行分析。
土壤水分速測(cè)儀/土壤水分測(cè)定儀.基于介電理論與頻域測(cè)量方法實(shí)現(xiàn)土壤水分的快速測(cè)量,由于土壤介電常數(shù)的變化通常取決于土壤的含水量,由輸出電壓和水分的關(guān)系則可計(jì)算出土壤的含水量。
該儀器能夠?qū)Ω黝愅寥篮投喾N介質(zhì)的水分進(jìn)行測(cè)量,可作為水分定點(diǎn)監(jiān)測(cè)或移動(dòng)測(cè)量的基本工具。具有低功耗、便于攜帶、性價(jià)比高的顯著優(yōu)點(diǎn),能夠直接讀出土壤的體積含水量。
相對(duì)于落后的生產(chǎn)應(yīng)用現(xiàn)實(shí),科學(xué)研究中的土壤水分研究可謂歷史悠久,而且主要的檢測(cè)技術(shù)往往是由科學(xué)家們從研究角度發(fā)明的。他們一直以提高精度為主要目標(biāo),執(zhí)著地關(guān)注土壤微觀特性對(duì)含水量的影響。然而現(xiàn)實(shí)生活中對(duì)土壤含水量的要求卻是大相徑庭:
這樣,產(chǎn)生的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)便于比較、傳播和推廣。目前所有的技術(shù)都是計(jì)算體積或重量含水量,由于缺乏現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)獲得田間持水量的技術(shù),所以很難獲得真正準(zhǔn)確的相對(duì)含水量數(shù)據(jù),導(dǎo)致土壤含水量測(cè)量無法直接用于對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的指導(dǎo)。
科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究一味追求檢測(cè)數(shù)據(jù)的單點(diǎn)精度,但在對(duì)實(shí)際生產(chǎn)的指導(dǎo)方面意義不大,原因是目標(biāo)土壤體積的尺度相對(duì)于測(cè)試點(diǎn)來說大很多,而水分在土壤中也絕不是高度均勻的。只有獲得輸出穩(wěn)定、歷史數(shù)據(jù)可比較性強(qiáng)、足夠大體積平均的數(shù)據(jù)才是可用的。
在安裝和校準(zhǔn)儀器設(shè)備方面,科學(xué)研究所需要的精度和操作規(guī)程在實(shí)際生產(chǎn)操作過程中是無法保證的,導(dǎo)致相關(guān)設(shè)備應(yīng)用到生產(chǎn)上無法保證得到可用可靠的數(shù)據(jù)。提供簡(jiǎn)單方便免現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)設(shè)備是這類現(xiàn)場(chǎng)安裝設(shè)備必須具備的特點(diǎn)。
在傳感設(shè)備的運(yùn)行過程中,很多因素對(duì)測(cè)量精度和可靠性影響較大,例如:戶外溫度變化對(duì)電池能量轉(zhuǎn)換效能的影響,最終影響設(shè)備輸出可靠性;土壤溫度和鹽分變化對(duì)水分測(cè)量精度的影響;由于田間農(nóng)業(yè)設(shè)備作業(yè)等因素引發(fā)的土壤震動(dòng)對(duì)測(cè)量可靠性的影響;安裝方式導(dǎo)致的土壤擾動(dòng)對(duì)測(cè)量精度的影響;目標(biāo)土壤有變化(耕作等),但是由于傳感器未移動(dòng)并且周邊土壤未變化,導(dǎo)致目標(biāo)被測(cè)土壤和實(shí)際測(cè)量土壤產(chǎn)生差別引起的誤差;傳感器件長(zhǎng)期和土壤接觸產(chǎn)生的相互作用對(duì)精度的影響。
在生產(chǎn)實(shí)踐中,土壤水分傳感器往往和其它外部系統(tǒng)或參數(shù)關(guān)聯(lián)使用,例如土壤水分突然增加,可能是灌溉系統(tǒng)開始工作、也可能是降雨、又可能是地下水向地表運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致,所以往往需要增加不同位置和不同深度的水分傳感器數(shù)量、關(guān)聯(lián)地面氣象站或者氣象局?jǐn)?shù)據(jù)、連通灌溉控制系統(tǒng)來確定數(shù)據(jù)的意義。這其實(shí)是對(duì)更大規(guī)模的土壤水分?jǐn)?shù)據(jù)應(yīng)用和處理提出的要求,但是目前市場(chǎng)上的產(chǎn)品對(duì)此需求的響應(yīng)者寥寥。
大屏幕中文液晶顯示,薄膜式按鍵,可實(shí)時(shí)顯示水分值、組數(shù)、低電壓示警
專用鋁合金手提箱,重量輕,便于野外作業(yè)
不同型號(hào)有不同功能,用戶可按實(shí)際需求選購(gòu)(詳見功能對(duì)比表)
Windows軟件:數(shù)據(jù)下載與儲(chǔ)存,儲(chǔ)存文件直接可以導(dǎo)入EXCEL。
儀器發(fā)射一定頻率的電磁波,電磁波沿探針傳輸,到達(dá)底部后返回,檢測(cè)探頭輸出的電壓,由于土壤介電常數(shù)的變化取決于土壤的含水量,由輸出電壓和水分的關(guān)系則可計(jì)算出土壤的含水量。
土壤水分是土壤的重要組成部分,對(duì)作物的生長(zhǎng)、節(jié)水灌溉等有著非常重要的作用。通過GPS定位系統(tǒng)掌握土壤的水分(墑情)的分布狀況,為差異化的節(jié)水灌概提供科學(xué)的依據(jù),同時(shí)精確的供水也有利于提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。
土壤水是植物吸收水分的主要來源(水培植物除外),土壤水分含量的狀態(tài)和變化,是植物的生長(zhǎng)狀況好壞的主要決定因素,由此影響到人類的食品安全和生態(tài)環(huán)境。因而,地球上的土壤和水是人類乃至所有生命生存的基礎(chǔ),通過土壤水分傳感器測(cè)量土壤中的含水量,目前廣為人知的主要有以下用途:
目前,農(nóng)業(yè)用水已占到全球淡水資源消耗的92%。在中國(guó),農(nóng)業(yè)灌溉用水的全國(guó)平均利用率僅為45%(參閱百度百科“灌溉水利用系數(shù)”),55%的水以過量灌溉后大量滲漏滲透到植物根部以下、地表徑流流失、輸水渠道滲漏等方式被浪費(fèi)。在45%被保存在土壤的水中,又因盲目灌溉、非按需灌溉、水肥一體化不到位等原因,很多的水未能被作物有效利用。
使用土壤水分傳感器能動(dòng)態(tài)跟蹤掌握農(nóng)作物根系在土層中的具體深度位置、作物根系的動(dòng)態(tài)吸收消耗水分情況;使用土壤水分傳感器所記錄生成的土壤水分曲線圖,能夠以直觀、量化的方式展現(xiàn)出土壤中不同土層的水分含量隨著時(shí)間的變化情況,進(jìn)而做出農(nóng)田灌溉中的灌溉深度、灌溉量、灌溉開始時(shí)間、灌溉持續(xù)時(shí)間、灌溉量上限、土壤水分含量下限等關(guān)鍵因素。
科學(xué)的灌溉決策,使農(nóng)作物生活在一個(gè)農(nóng)作物真正感到舒服的土壤環(huán)境中,對(duì)提高農(nóng)作物的產(chǎn)量大有裨益。
另一方面,人們也不總是希望控制農(nóng)作物生存在舒服的環(huán)境當(dāng)中以提高產(chǎn)量,人們也會(huì)考慮農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量因素。比如,合適的土壤濕度會(huì)使葡萄的產(chǎn)量很高,但葡萄就會(huì)不一定很甜。在法國(guó)、西班牙、美國(guó)等優(yōu)質(zhì)的葡萄酒產(chǎn)區(qū),在葡萄生育的后期,人們使用土壤水分傳感器的目的卻是監(jiān)測(cè)土壤水分含量,使土壤水分含量保持相對(duì)偏低的狀態(tài)。
由土壤水分傳感器監(jiān)測(cè)到的土壤水分、土壤溫度數(shù)據(jù),是農(nóng)業(yè)、水利、氣象和國(guó)土等政府部門進(jìn)行相關(guān)政府活動(dòng)、制定和執(zhí)行相關(guān)政策的依據(jù),也是政府為百姓提供的基礎(chǔ)公共服務(wù)之一。比如近些年來,各地方政府踴躍推出的政府惠農(nóng)信息服務(wù)平臺(tái),為當(dāng)?shù)乩习傩仗峁┝舜罅康耐寥缐勄閿?shù)據(jù)、春種秋收指南,土壤水分傳感器是這些數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)來源之一。
在國(guó)家抗旱防汛體系中,有大量安裝在全國(guó)各地的旱情、墑情監(jiān)測(cè)站,水文站,土壤水分傳感器是這些站點(diǎn)最重要、最基礎(chǔ)的儀器。
2013年,中國(guó)共發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害15403起,其中滑坡9849起,造成不可估量的人員傷亡及財(cái)產(chǎn)損失。大量的山體滑坡是由降雨等因素使山體含水量增加、山坡重量增大,山坡重力超過下層土壤見摩擦力進(jìn)而山體滑坡。土壤水分傳感器是山體滑坡監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)中最重要、最基礎(chǔ)的儀器。
土壤水分傳感器被廣泛的應(yīng)用于土壤學(xué)、植物生長(zhǎng)于水的關(guān)系研究、垃圾填埋場(chǎng)的滲漏監(jiān)測(cè)、肥料利用率優(yōu)化、全球變暖的影響研究等領(lǐng)域。
土壤水分測(cè)定儀,又名:土壤水分傳感器,土壤濕度計(jì),土壤墑情儀,土壤墑情傳感器,主要用來測(cè)量土壤含水量(土壤含水率)。土壤含水量有重量含水量和體積含水量(容積含水量)兩種表示方法。重量含水量通過取土烘干法測(cè)量得到,通過土壤水分傳感器測(cè)量得到的含水量均為體積含水量。即,土壤水分傳感器就是測(cè)量單位土壤總?cè)莘e中水分所占比例的儀器。一些土壤水分傳感器能同時(shí)測(cè)量土壤的水分含量、土壤溫度及土壤中總鹽分含量三個(gè)參數(shù)。
土壤水分測(cè)定儀土壤水分圖
1、土壤水分含量隨灌溉、降雨變化的曲線圖
2、土壤不同土層冰凍曲線圖
3、土壤不同土層溫度變化曲線圖
4、從2mm/天到4mm/天,顯示了在作物的不同階段,每天對(duì)水的消耗量的發(fā)展變化圖
5、250px深處土壤水分曲線顯示,在虛線以上部分,含水量下降速度非???,說明水直接排滲流失圖
6、發(fā)生水澇曲線圖
飽和含水量的癥狀是含水量曲線呈水平狀態(tài),土壤水中滲走,新的水分立即補(bǔ)充到空隙中,直到灌溉停止,才看到明顯的含水量下降曲線。
7、單天耗水量曲線圖
通過分析計(jì)算曲線,我們同時(shí)知道了當(dāng)天作物消耗水的持續(xù)時(shí)間(本例子為9小時(shí))及當(dāng)天的作物耗水量(本例子為6.5毫米水)
8、日消耗水速率變化圖
9、作物根系深度動(dòng)態(tài)變化圖
隨著作物由小到長(zhǎng)大到成熟,作物吸收水分的主要區(qū)域由地表逐漸往深處發(fā)展
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評(píng)分: 4.5
煤的工業(yè)分析方法 水分測(cè)定儀 灰分(灰發(fā)分測(cè)定儀) 鶴壁天鑫煤質(zhì)化驗(yàn)設(shè)備廠煤的工業(yè)分析方法 規(guī)定煤的水分、 灰分和揮發(fā)分的測(cè)定方法和固定 碳的計(jì)算方法。 于褐煤、煙煤和無煙煤。 (通氮干燥法) 稱取一定量的空氣干燥煤樣,置于 105-110℃干燥箱中,在干燥氮?dú)饬髦懈稍锏劫|(zhì)量恒定。 然后根據(jù)損失計(jì)算出水分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 氮?dú)猓杭兌?99. 9% ,含氧量小于 0.01%。 無水氯化鈣 (HGB 3208) :化學(xué)純,粒狀。 變色硅膠:工業(yè)用品。 儀器 設(shè)備 小空間干燥箱:箱體嚴(yán)密,具有較小的自由空間,有氣體進(jìn)、出口,并帶有自動(dòng)控溫裝置, 能保持溫度在 105-110 度范圍內(nèi)。 玻璃稱量瓶:直徑 40 mm,高 25 mm,并帶有嚴(yán)密的磨口蓋 干燥器:內(nèi)裝變色硅膠或粒狀無水氯化鈣。 干燥塔:容量 250 mL,內(nèi)裝干燥劑。 流量計(jì):量程為 100~1000 mL/min 。 分析天平:感量
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評(píng)分: 4.4
在黃土高原甘肅省涇川縣,采用根鉆法對(duì)刺槐(Robinia pseudoacacia)林地的細(xì)根和土壤水分進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)查。結(jié)果表明:刺槐林地0~150cm土層是樹木細(xì)根的主要分布層,有87%以上的細(xì)根表面積分布。刺槐細(xì)根表面積垂直分布與剖面土壤水分間呈顯著正相關(guān)(p<0.05)。生長(zhǎng)季內(nèi)刺槐林地土壤含水量動(dòng)態(tài)變化為10月>4月>6月>8月,刺槐細(xì)根表面積的動(dòng)態(tài)變化為4月>6月>8月>10月。刺槐細(xì)根表面積動(dòng)態(tài)與土壤含水量的季節(jié)動(dòng)態(tài)不完全一致??傮w上刺槐細(xì)根表面積季節(jié)動(dòng)態(tài)與林地土壤含水量的相關(guān)性不顯著。
當(dāng)遠(yuǎn)紅外線輻射到一個(gè)物體上時(shí),可發(fā)生吸收、反射和透過。但是,不是所有的分子都能吸收遠(yuǎn)紅外線的,只有對(duì)那些顯示出電的極性分子才能起作用。水、有機(jī)物質(zhì)和高分子物質(zhì)具有強(qiáng)烈的吸收遠(yuǎn)紅外線的性能。當(dāng)這些物質(zhì)吸收遠(yuǎn)紅外線輻射能量并使其分子,原子固有的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率與遠(yuǎn)紅外線輻射的頻率相一致時(shí),發(fā)生分子、原子的共振或轉(zhuǎn)動(dòng),導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)加劇,由動(dòng)能轉(zhuǎn)換成熱能,從而使得物質(zhì)溫度迅速升高從而使水份蒸發(fā)。
一般的加熱方法是利用熱的傳導(dǎo)和對(duì)流,需要通過媒質(zhì)傳播,速度慢,能耗大,而遠(yuǎn)紅外線加熱是用熱的輻射,中間無需媒質(zhì)傳播。同時(shí),由于輻射能與發(fā)熱體溫度的4 次方成正比,因此使用紅外線加熱不僅節(jié)約能源而且速度快、效率高。此外,遠(yuǎn)紅外線具有一定的穿透能力,由于被加熱干燥的物質(zhì)在一定深度的內(nèi)部和表層分子同時(shí)吸收遠(yuǎn)紅外輻射能,產(chǎn)生自發(fā)熱效應(yīng),使溶劑或水分子蒸發(fā),發(fā)熱均勻,從而避免了由于熱脹程度不同而產(chǎn)生的形變和質(zhì)變等物理性變化,使物質(zhì)外觀、物理機(jī)械性能、牢度和色澤等保持完好。2100433B
能實(shí)現(xiàn)10個(gè)探頭同時(shí)測(cè)量不同方位或不同深度的土壤水分。針對(duì)每路傳感器分別設(shè)置各自的校正曲線;可設(shè)定定時(shí)采集或在某個(gè)時(shí)間段內(nèi)按一定間隔采集土壤水分含量。
又名:土壤墑情測(cè)定儀 土壤水分測(cè)量?jī)x土壤水分儀土壤水分測(cè)定儀快速土壤水分儀土壤水分速測(cè)儀