產(chǎn)品名稱：Hydra Probe II土壤水分鹽分溫度傳感器
所屬分類：土壤水分水勢(shì)監(jiān)測(cè)
產(chǎn)品簡(jiǎn)介：
測(cè)量參數(shù) 量程 精度
介電常數(shù) 1~80,在空氣中1，純水中2 ±1.5%
無(wú)機(jī)和礦質(zhì)土壤水分測(cè)量 干燥到飽和 多數(shù)土壤中±0.01WFV;細(xì)膩土壤中0.03WFV
電導(dǎo)率 0.01~1.5 S/m ±2.0%，或者0.005 S/m
溫度傳感器 -10℃~55℃，可選-30℃~55℃ ±0.1℃
土壤水分鹽分溫度傳感器電氣特征
SDI-12 RS485
通訊協(xié)議 SDI-12 v. 1.2 定制或開(kāi)放模式
傳輸上限 60米 1219米
功耗 待機(jī)<1mA，工作30mA 待機(jī)<10mA，工作30mA
接線方式 3線：P，G，Data 4線：P，G，com﹢，com-
波特率
漂變 ±0.012WFV ±0.012WFV
土壤水分鹽分溫度傳感器環(huán)境參數(shù)
工作溫度：
待測(cè)土壤：冰凍到55℃
標(biāo)準(zhǔn)溫度測(cè)量范圍：-10℃~+55℃
可選溫度測(cè)量范圍：-30℃~+55℃
存放溫度： -40℃~+55℃
防水性能：連續(xù)性浸泡
線纜：防紫外，直埋
抗震性：傳感器頭部為PVC外殼全密封，
防震動(dòng)和沖擊，304不銹鋼探針
物理尺寸
高度：12.4cm
直徑：4.2cm
感應(yīng)體積：
長(zhǎng)度：5.7cm
直徑：3.0cm
重量：200g(線纜0.08kg/m)
Steven Hydra Probe II 優(yōu)點(diǎn)
土壤水分鹽分溫度傳感器原理：
Hydra Probe 的測(cè)量方法使得與其他傳感器相比在多數(shù)土壤中更精確和可靠，電子土壤傳感器土壤水分校準(zhǔn)曲線基于他們復(fù)合介電常數(shù)(Topp 1980)。
復(fù)合介電常數(shù)是一種材料在電場(chǎng)中產(chǎn)生感應(yīng)電荷的能力。當(dāng)電磁波通過(guò)土壤傳導(dǎo)，部分能量被儲(chǔ)存，而另一部分能量損耗，散失的能量和儲(chǔ)存的能量之間的數(shù)學(xué)關(guān)系也不是一成不變的。
反映儲(chǔ)能部分或者電容特性的的實(shí)部，和水的轉(zhuǎn)動(dòng)偶極矩直接相關(guān)(Logsdon 2005，Seyfried 2004)，這一原理被用于土壤水分的測(cè)量。虛部代表能量的損耗，包括電導(dǎo)率、頻率、分子松弛等(Hilhorst 2000)。
表觀介電常數(shù)是包含了實(shí)部和虛部的一個(gè)電介質(zhì)復(fù)數(shù)介電常數(shù)(Jones 2005，Seyfried 2007)。除了Hydra Probe之外，多數(shù)傳感器都采用了諸如TDR(Blonquist 2005)，TDT(Blonquist 2005B)，RF共振頻率電容法(Kelleners 2004)以及SIP簡(jiǎn)化阻抗探針?lè)?Gaskin 1996)，以上測(cè)量方法全部基于表觀介電常數(shù)。介電常數(shù)的虛部對(duì)于溫度、頻率、土壤含鹽量和土壤質(zhì)地等條件非常敏感，因而包含了介電常數(shù)虛部特征的表觀介電常數(shù)，對(duì)于溫度、頻率、土壤含鹽量和土壤質(zhì)地同樣也是敏感的(Blonquist 2005)。
鑒于多數(shù)土壤傳感器對(duì)土壤水分的計(jì)算都是基于表觀介電常數(shù)，并不是真正的實(shí)際介電常數(shù)(實(shí)部)，所以這些傳感器受土壤溫度、鹽分、質(zhì)地的嚴(yán)重影響。相比之下，Hydra Probe 受土壤條件的影響就很小。
Hydra Probe是一種介電阻抗傳感器，它采用的是一種利用同軸波導(dǎo)將實(shí)部和虛部剝離的方法(Campbell 1990)。通過(guò)一個(gè)發(fā)射信號(hào)和兩個(gè)反射信號(hào)，由于介電常數(shù)的實(shí)部和虛部對(duì)應(yīng)的兩個(gè)反射信號(hào)的阻抗不同，通過(guò)一個(gè)麥克斯韋方程組數(shù)學(xué)模型被分別計(jì)算(Campbell 1988，Kraft 1987)。這些復(fù)雜的數(shù)學(xué)計(jì)算是由一個(gè)內(nèi)置在Hydra Probe殼內(nèi)的微處理器來(lái)完成的。
傳感器校準(zhǔn)
如前邊介紹的，Hydra Probe的校準(zhǔn)基于實(shí)際介電常數(shù)，而非其他傳感器所使用的表觀介電常數(shù)，因此它比其他傳感器更精確可靠。LOAM壤土校準(zhǔn)是Hydra Probe 進(jìn)行的最主要的土壤校準(zhǔn)，適合多數(shù)的土壤測(cè)量。LOAM壤土的校準(zhǔn)基于美國(guó)M.S. Seyfried的研究(Seyfried 2005)。20種代表不同的質(zhì)地、形態(tài)和礦質(zhì)含量的一系列土壤經(jīng)過(guò)研究，為土壤水分測(cè)量提供校準(zhǔn)曲線。
同時(shí)，Hydra Probe 還進(jìn)行了沙土、粘土、亞粘土的校準(zhǔn);如果需要，客戶也可以根據(jù)自己使用的特殊區(qū)域要求，自行校準(zhǔn)。
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