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農(nóng)業(yè)儀器網(wǎng)

淺談土壤剖面水分儀的開發(fā)意義與應(yīng)用

來源: 中國農(nóng)業(yè)儀器網(wǎng)  類別:技術(shù)文章  更新時(shí)間:2009-07-01  閱讀次
 

一、土壤含水量測試方法概述:

土壤水分貯存量及其變化規(guī)律的監(jiān)測是農(nóng)業(yè)氣象、生態(tài)環(huán)境及水文環(huán)境監(jiān)測的基礎(chǔ)性工作之掌握土壤水分變化規(guī)律,對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、墑情監(jiān)測預(yù)測和其化相關(guān)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測預(yù)測服務(wù)和理論都具有重要意義。

二、目前國內(nèi)主要使用的測定水分的方法:

1、  傳統(tǒng)的土鉆取樣然后烘干稱重法(重量比):雖然能夠較準(zhǔn)確地度量土壤水分含量,但工作量大,耗時(shí)耗力,特別是當(dāng)天氣條件惡劣時(shí),農(nóng)業(yè)工作人員將付出更大的工作量。另外取樣會(huì)破壞土壤,深層取樣困難,定點(diǎn)測量時(shí)不可避免由取樣換位而帶來誤差,在很多情況下不可能長期定點(diǎn)監(jiān)測,受土壤空間變異性影響也比較大。

2、  FDR單點(diǎn)采集法(容積比):利用FDR的原理來測定土壤的容積含水量,測試精確度與以上第一種有所差距,但是快速簡便,但只能一定測定一個(gè)點(diǎn)。

3、  TDR單點(diǎn)采集法(容積比):利用TDR的原理來測定土壤的容積含水量,測試精確度與以上第一種有所差距,但是比第二種的穩(wěn)定性要好一些。

三、國內(nèi)墑情與旱情的概念與監(jiān)測的特點(diǎn):

1、    長期性:單一的探頭測量可稱作是土壤容積含水量,而長期的土壤水分的動(dòng)態(tài)監(jiān)測存儲(chǔ)一段時(shí)間以來的水分變化被水利及氣象部門稱為土壤的墑情。也就是說有意義的墑情監(jiān)測是長期的,動(dòng)態(tài)的。

2、    多點(diǎn)性:對于植物生長來說,真正測量土壤表面的水分是不夠的,正常的植物都需要深一度的水分值才能表明他是否可以吸收,在水利國家標(biāo)準(zhǔn)里要求,實(shí)驗(yàn)站必須要長期監(jiān)測多層多點(diǎn)水分,有些地區(qū)要求為分布于地面10 cm,20 cm40 cm,60 cm,80cm100 cm處的水分的長期動(dòng)態(tài)的監(jiān)測,以了解墑情與旱情的情況。

四、現(xiàn)在國內(nèi)快速土壤水分儀器的情況:

在我國的農(nóng)田指導(dǎo)水利灌溉方面,F(xiàn)DR和TDR容積法快速水分儀很受歡迎,因?yàn)檫@兩種水分儀可以長期將傳感器埋于地下,實(shí)現(xiàn)長期監(jiān)測。不受實(shí)驗(yàn)條件的影響,而精度也達(dá)到了指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的作用,對作業(yè)人員素質(zhì)無任何要求,屬于非常適用于進(jìn)行田間推廣的一種便攜式快速儀器。

優(yōu)點(diǎn):快速,也可長期監(jiān)測,將數(shù)據(jù)保存

缺點(diǎn):單點(diǎn)采集,如需多點(diǎn)就必須要將土壤切開,在剖面10 cm,20 cm40 cm,60 cm,80cm100 cm上多插幾個(gè)探頭。費(fèi)力費(fèi)時(shí),前期工作量大。

如下圖:

 

單點(diǎn)型:

由以上分析看來,在墑情監(jiān)測方面國內(nèi)需求的要點(diǎn)是:攜帶方便;精確度高;插入方便,無需大量前期工作的儀器。

但這種儀器只在國外有做,國內(nèi)所有生產(chǎn)的企業(yè)都沒有做出能滿足以上所有要求的土壤水分速測儀

現(xiàn)浙江托普儀器有限公司也開發(fā)出一種剖面水分儀,這個(gè)產(chǎn)品市場前景很好,這就是我們要強(qiáng)調(diào)的重點(diǎn),也是我們以后推廣的重點(diǎn)。

現(xiàn)在我們要對這款儀器有所了解:

土壤剖面水分測定儀

用途:可用來測量土壤等被測物的不同深度剖面含水量。

原理:利用FDR原理(Frequency Domain Reflectometry),根據(jù)探測器發(fā)出的電磁波在不同介電常數(shù)物質(zhì)中的反射不同。計(jì)算出被測物含水量。

功能特點(diǎn):

1、   完全遵循ISO9001質(zhì)量體系標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)、開發(fā)、生產(chǎn)和服務(wù);

2、   在硬件元器件方面以最大限度的延長產(chǎn)品壽命和和穩(wěn)定性為前提,充分考慮降額和冗余設(shè)計(jì);

3、 在電源和通訊接口加裝防雷和電涌保護(hù)設(shè)備;

4、軟件設(shè)計(jì)充分考慮界面操作的友好性、系統(tǒng)的兼容性、容錯(cuò)性和健壯性,具有數(shù)據(jù)自動(dòng)補(bǔ)抄、自動(dòng)上傳功能;

5、生產(chǎn)使用的元器件全部進(jìn)行環(huán)境應(yīng)力老煉、篩選;

6、出廠設(shè)備根據(jù)需要要進(jìn)行環(huán)境防護(hù)三防(防潮濕、防鹽霧和防霉菌)設(shè)計(jì),并進(jìn)行溫度、沖擊和振動(dòng)試驗(yàn)。

組成:

探頭:

·圓柱式土壤水分探頭(標(biāo)配為4或6個(gè)點(diǎn)位),這些點(diǎn)位可以自由定位用戶想測的深度,自由固定

·操作軟件:Windows友好操作界面,用于數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和下載

·預(yù)埋探管:由PVC材質(zhì)制成,重量輕,抗腐蝕,除標(biāo)配長度外,還可選長度0.9米、1.2米、1.5米

基本技術(shù)指標(biāo):

傳感器測量原理


高頻電容

測量范圍

0~100%Vol(土壤體積含水量)

準(zhǔn)確度

+2%土壤體積含水量

分辨率

0.1%體積含水量

輸出選項(xiàng)

RS232和RS485

電流消耗

400uA  靜態(tài)

100mA 采樣

校準(zhǔn)時(shí)的精度

R2 = 0.992

精度

+/- 2.5%

有效溫度

+/-3% ,5-35℃

工作溫度

0~75℃

感應(yīng)范圍

99%是從管子外部10cm以內(nèi)的范圍讀取

采集數(shù)據(jù)

1000組

傳感器直徑

50.5毫米

管道直徑

56.5毫米

儀器組成圖:

安裝方法:

安裝好后的圖片:

下載后的曲線圖:

 

五、我們的土壤剖面水分儀與國外土壤剖面水分儀對比的優(yōu)勢

 

國內(nèi)產(chǎn)品

國外產(chǎn)品

價(jià)格

價(jià)格合理

價(jià)格奇高

專業(yè)性

有專業(yè)的人員進(jìn)行指導(dǎo)

國內(nèi)沒有特別熟悉的技術(shù)人員進(jìn)行指導(dǎo)

適用性

全中文軟件,適用性廣

全英文軟件,不適用于基層人員操作

合理性

探頭點(diǎn)位可按自己的要求定位,可以隨意改動(dòng),線長可按客戶要求定做

探頭點(diǎn)位距離固定化,不能改動(dòng),線長不能定做

精度

出廠前進(jìn)行標(biāo)定,精度高。也可以按客戶提供的土壤進(jìn)行重新標(biāo)定

國外土質(zhì)與國內(nèi)不太一樣,所以出廠前標(biāo)定不適用于中國,精度會(huì)有影響

 

六、我公司土壤剖面水分儀型號列表:

型號列表:

TZS-P4

TZS-P6

 有4個(gè)傳感器,分布于10cm,20 cm,30 cm,40 cm (可可自已自由定位,并不一定限于這些點(diǎn)位,以上點(diǎn)位為出廠時(shí)的固定位。)

有6個(gè)傳感器,分布于10 cm20 cm,40 cm60 cm,80cm,100 cm(可自已自由定位,并不一定限于這些點(diǎn)位,以上點(diǎn)位為出廠時(shí)的固定位。)

相關(guān)網(wǎng)站:中國土壤儀器網(wǎng)   www.soil17.com

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