九州空间阐述管土壤水分测定仪测试方法

　　管式土壤水分测定仪测试方法

　　一、管式土壤水分测定仪介绍

　　作为世界农业大国的中国来说，施行节水灌溉，寻求高效的土壤水分快速测量技术尤为重要。中国人口占世界的22%，而淡水资源只占世界总量的8%，人均水资源占有量仅2300立方米/年，只相当于世界人均的l/4，是世界上人均占有水资源最贫乏的13个国家之一。我国水资源一方面非常贫乏，另一方面浪费又非常大。农业用水占社会总耗水量的80%以上，但有效性很差。目前，中国年灌溉用〓水量约3800亿立方米，有效利用率只有30%～40%，而先进国家已达70%～80%，中国每立方米水的粮食生∩产能力不足l公斤，先进国家已达2. 35公斤。造成这种局面的原因之一就是没有一种有效的土壤水分测量技术来保障节水农业技术体系的实施，所以说我国更迫切需要研究开发一种适合在生产◣中推广应用的土壤水分快速测量技术。

　　二、产品特点：

　　1、利用土壤的介电特性来测量土壤含水量是一种行之※有效、快速、简便并且可靠的方法。土壤的介电特性广泛地应用于土壤含水量的测量技术中，而且具体实现方法千差万别。其中，高频电容探头测量土壤含水量、时域反射法(TDR-Time Domain Reflectometry)，时域传播法(TDT-Time Domain Transmission)、频域分解法(FD-FrequencyDomainDecomposition)、驻波法(SWR-Standing Wave-Ratio)等测量方法都属于基于土壤介电特性的土壤含水量测量方法。其中，管式土壤水分传感器利用的是基于驻波原理的高频电子技术，用于通过测》量土壤的表观介电常数对同一位置不同深度剖面的土壤容积含水量进行测量。测量时传感器与土壤无直接接触，插入埋设在土壤中的PVC导管内进行测量。管式土壤水分传感器输出的是0-2. 5V模拟电压卐信号，输出电压V与土壤容积含水量o。之间满足标定方程：方程的系数可通过土壤标定试验确▃定。为了在田间便携的移动测量，需要一种与其配套使用的专用测试仪表，以便快速读取测量结果，以满足对田间的不同监测点(田间预先埋设好PVC测试管的位置)不同深度剖面的土壤水分快速测试的要求。

　　2、由于管式土壤水分传感器输出的是标准电压信号，因此可连接到各种带有差分输入的数据采集器、数据采集卡、数据采集模块等设备，用户通过∏编程将电压值转换为土壤容积含水量。可以通过系统集成，构成土壤水分ζ　监控系统，对土壤水分进行实时监测。前述所提到的各种通用模拟量采集设备，硬件系统集成简便，但此方法由于需要连接到计算机，设备供电也需要通过固定电源，因此仅『适用于固定监测，不能用于便携式的移动测量，且由于市场上现有的这些设备是通用设备，所以成本高、体积大，不能为用户测量土壤水分提供直观的操作界面，使用不方便。所以关于与管式土壤水分传感器相配套使用的水分测试仪，目前在国内相关技术领域处于空白状态。

　　三、操作方法：

　　依照本实︽用新型技术方案所得到的土壤水分测试仪，是与管式土壤水分传感器配套使用的智能新型仪表，在供电电源、模拟量信号的测试范围与接口方面都与目前的管式土壤水分传感器更匹配，与市场通用的各种数据采集设备相比，其具体具备如下几点特征：

　　1、通过传感器接口可良好的与管式土壤水分传感器配套连接使用，同时也可兼容针式土壤水分传感器;

　　2、采用与现有技术不同的电路实现方案，通过设置独立的微控制器单元，可提供功能强大的中央控制结构，作为系统的核心部分，微控制器可完成系统的运算及控制，实现程序的运行管理、数据存储以及外围接口电路的控制等等功能;

　　3、通过采用独立的数模转换电路，提高了数模转换的分辨率，保证了更高的测量精度;

　　4、通过采用电源控╲制电路一可充电电池一充电电路的电源供给结构，使得该测试仪不仅可自行进行快速充电，并且可结合微控制器对电源输出进行实时需求调控以及电压转换;电源系统结合微控制单元的方案使得该测试仪可作为便携式移动测量工具脱离上位PC机以及固定电源独立使用，用户可手持仪表在田间不同的测试点移动地进行测量;

　　5、通过设置独立的数据存储器可提供大容量的数据存储功能，结合实时时钟系统可同时保存与测量结果相关的测量深度和测量时间;

　　6、通过设置液晶显示器一状态指示电路一键盘电路的输入输卐出系统结构，可使得该测试仪极其方便地用于测量过程中，使得数据输出界面更为友好，输入的操作更为便捷，实现的功能更为丰富;仪表的显示器提供更丰富的信息，不仅可以显示土壤水分的读数，而且可以显示测量深度、系统时间、电池电量的状态，并且可以浏览保存的历史记录;

　　7、可通↙过通信接口电路与上位PC机进行数据通信，用户可通过上位机软件对仪表的标定方程参数进行修改，以满足测量不同质地土壤的需要。

　　管式土壤水分温度监测仪/多层土壤监测系统

　　产品型号：JZ-BJJZ12

　　产品规格参数：

　　1、土壤温度的测量：-55℃~+125℃;

　　测量精度：±0.5℃;

　　2、土壤水分(体积含水量)测量范围：干土～水分饱和土

　　测量精度：±2%(在提供本地土壤样品校准前提下)

　　3、通讯方式：

　　GPRS/ CDMA 1X 无线通讯(移动、联通、电信全网支持)

　　RS232通讯

　　CAN通讯，通讯距离：大于500米