剖面土壤水分测量系统

GroPoint土壤水分温度剖面测量系统是加拿大的GroPoint公司基于时域透射技术（TDT5）研发的，该技术相较于传统的时域反射（TDR）使得水分温度测量系统更加准确和稳定。主要特点---l 高准确性该测量系统的设计将天线穿过电路板每厘米20次，天线的有效长度是其物理长度的5倍。更长的天线可以提高每个样品的分辨率，从而滤除更多的噪音，将精度提高到±1％（VMC在8％至42％之间）。l 重复精度每次测量时，系统通过传感元件发送400,000个脉冲以生成测量数据，然后使用高级滤波技术消除噪声，并将测量结果用SDI-12协议输出发送， 确保在每次测量水分时获得相同的极端精度（±1％）。l 低功耗每次测量的总时间也少于100 ms。这意味着低功耗，使用9V电池供电的数据采集器连接情况下运行数月。GP-Profile土壤水分温度剖面传感器GP-Profile提供了使用单个探头准确高效的测量剖面土壤水分含量和温度的方法，避免了繁重的土壤剖面挖掘和繁琐的传感器埋设。它可以部署在灌溉敏感区域，以精确控制灌溉用水并提供对水分在土壤中移动的完整过程。GP- Profile有六种不同的传感器长度，适用于广泛的农作物监测。根据您的要求，可以选择两种不同的温度传感器配置。 如果您只需要测量水分，则可以不配置温度传感器，或者标准配置每隔1或2段放置温度传感器。选择适合您的应用的15厘米节段的数量。也可以使用自定义长度。主要参数1.测量范围：0% to 100 % of VMC；2.准确度：±1.0%；3.精度： 0.2%；4.测量范围：-20°C to +70°C；5.准确度：±0.5°C；6.输出：SDI-12 V1.3 (RS485可选)；GP-DL4数据采集器GroPoint™ 数据采集器提供了一种便宜且简单易用的自动记录和存储GroPoint土壤传感器测量值的方法。模拟版本最多可同时连接4个传感器，而SDI-12版本最多可连接10个传感器（使用连接到2个端口的4端口SDI-12扩展条）。测量以用户选择的时间间隔记录，从每分钟一次到每十二小时。 数据存储在非易失性闪存中，即使电池发生故障也会保留。内存可以容纳32,520个测量值。配置数据记录器是通过包括Logger Config（SDI-12版本）或GroGraph（模拟版本）Windows软件完成的。 将随附的USB电缆插入数据记录器的USB端口和计算机上的USB端口，然后运行软件以设置记录间隔，SDI-12传感器地址等。防水外壳和坚固耐用的IP66 / IP68环境连接器允许户外放置此数据记录器。 使用标准的飞利浦0号螺丝刀即可轻松打开外壳以更换电池（3.0V锂电池CR2032纽扣电池为记录仪供电，而9V碱性电池为传感器供电）。 两种电池都包含在内，并在交付时预装。 正常操作下电池通常将持续约一年。记录的SDI-12传感器数据可以作为标准的CSV文件下载到您的计算机中，或者使用GP-DU手持式SDI-12传感器读取器直接显示在记录仪上。产品特点l 使用标准家用电池（用于记录仪的CR2032和用于驱动传感器的9V）；l 传感器与GroPoint EN3恶劣环境连接器连接；l 防水外壳；l 长达一年的电池寿命是典型的；l 即使没有电池，数据也会保留；l 记录器数据以通用CSV格式下载，允许您在您最喜爱的软件（如Microsoft Excel）中存档和绘制数据。技术参数1.输出格式：CSV文本文件通过自带USB线缆导出；2.传感器接口：SDI-12 / RS-485 (SDI-12版本) 或 0-5mA / 4-20 mA (模拟版本)；3.传感器接头：4针 (SDI-12 版本) or 3针 (模拟版本) female EN3 connector；4.传感器连接数： SDI-12类型: 10 个(通过 SDI-12专用 4端口扩展槽)；5.模拟传感器：4个；6.电脑接口： USB接口；7.存储：1 MB存储空间，当连接单个传感器时，大于 50000 个数据；当连接水分剖面传感器时，大于 20000个数据；8.测量间隔：1分钟到12小时由用户指定；9.操作温度： -20°C to 65°C；10.存储温度： -20°C to 70°C；11.电源：3.0V 锂离子电池用于内存；9V 工业碱性电池用于传感器供电；12.电池寿命：9V电池可使用1年；13.尺寸规格：14.6cm × 8.9cm× 5.1cm；14.重量：272g；15.质保期限：1年；GP-BSP无线传输数据采集器 GP-BSP既是数据采集器又是无线接入点，可在测量现场通过Android设备方便的查看和下载测量数据。免费的GP Reader应用程序（仅适用于Android设备）用于检查当前测量，下载数据并可设置传感器采样间隔（从1分钟到12小时）。 随着智能手机上的应用程序打开，只需按下蓝牙传感器盒上的黑色按钮即可将其唤醒并自动建立无线连接；点击应用程序中的下载按钮可下载所有记录的数据，还可以显示当前的电池电量。该数据采集器可连接多达10个SDI-12 GroPoint传感器（使用带有4端口SDI-12扩展模块）。 数据存储在存储器中，即使电池发生故障也会保留数据；内存可以容纳32,520个测量值。产品特点l 快速访问该网站，将传感器数据无线传输到您的智能手机；l 保持连接长达60米；l 使用AA碱性电池，可6个月；即使没有电池，数据也会保留；l 防水IP65级外壳；主要参数1.传感器接口：1个EN3类型转接口（4针母口）；2.存储：当连接单个传感器时，大于50000个数据；当连接水分剖面传感器时，大于20000个数据；3.电源：2节AA碱性电池；4.电池寿命：供电最长可达6个月；5.测量间隔：1分钟到12小时由用户指定；产地与厂家：加拿大 GroPoint

TRIME-PICO-IPH剖面土壤水分测量系统原理 TRIME-PICO 64/32基于TDR（Time domain Reflectometry with Intelligent MicroElements）时域反射技术。用以直接测量土壤或其他介质的介电常数，介电常数又与土壤水分含量的多少有密切关系，土壤含水量即可通过模拟电压输出被读数系统计算并显示出来。 测量时，金属波导体被用来传输TDR信号，TRIME工作时产生一个1GHz的高频电磁波，电磁波沿着波导体传输，并在探头周围产生一个电磁场。信号传输到波导体的末端后又反射回发射源。传输时间在10ps-2ns间。IMKO发明了这种测量技术，使得仪器可以检测到小至3ps的时间信号。建立了时间采样的方法。从而使得土壤水分的测量变得更为准确和方便。 TRIME-PICO-IPH剖面土壤水分测量系统主要组成： 表层土壤水分传感器（TRIME-PICO 64/32）：用于测量土壤表层含水量 HD2读数表：读取探头三参数（温度、水分和电导率）指标，可以做简单校准。 选择相应校准曲线可以读出介电常数值。 智能手机终端和蓝牙通讯模块：安卓系统，简单APP安装，操作简单，读取探头三参数 （温度、水分和电导率），实现无线通讯，蓝牙模块同时负责给探头供电。 ? AZS-100手持式读表：读取土壤水分、温度、电导率；全球卫星定位数据；便携或定位自动测量。

一、用途： 可测量土壤或其他介质深达3米的剖面含水量，标定后可以同时测量土壤剖面的含盐量。该产品由TRIME-Pico-T3/IPH升级而来，可以采用蓝牙无线通讯数据传输，也可直接接读表。 二、原理： TRIME基于TDR（Time domain Reflectometry with Intelligent MicroElements）时域反射技术。用以直接测量土壤或其他介质的介电常数，介电常数又与土壤水分含量的多少有密切关系，土壤含水量即可通过模拟电压输出被读数系统计算并显示出来。 测量时，金属波导体被用来传输TDR信号，TRIME工作时产生一个1GHz的高频电磁波，电磁波沿着波导体传输，并在探头周围产生一个电磁场。信号传输到波导体的末端后又反射回发射源。传输时间在10ps-2ns间。IMKO发明了这种专利测量技术，使得仪器可以检测到小至3ps的时间信号。建立了时间采样的方法。从而使得土壤水分的测量变得更为准确和方便。 三、组成：主要组成：1. 剖面土壤水分传感器（TRIME-PICO IPH 2）：圆柱式探头，PVC材料外壳剖面土壤水分传感器（TRIME-PICO IPH 2） 2. 测量管：由TECANAT特殊塑料制成，有0.6米、1米、1.5米、2米、2.5米、3米五种不同深度及相关附件组成。可选国产或国外进口。测量管 3. 智能手机或读表：采用智能手机，或者手持式读表，功能强大，读取数据及存储数据等，用户自选国外和国内品牌 HD2读表 蓝牙通讯模块 4. 蓝牙通讯模块：与智能手机联用，实现无线通讯，同时负责给探头供电。5. 专用安装工具：埋设探管的专用工具套件，含土钻、支架、防震钢锤等等，为保证准确将测量管安装到位，最大程度上减小安装过程中产生的扰动，建议用户务必选择该专用安装工具。 专用安装工具 采集软件：TrimeBlue APP操作软件，用以采集数据，系统设置等，安装在智能手机上。 标定套件： 玻璃珠及量筒 SM-USB标定模块 PICO-CONFIG标定软件四、基本技术指标：IPH2剖面土壤水分传感器： TRIME –PICO IPH 2土壤水分测量范围0—100%电导率范围0-6dS/m6-12dS/m12 -50dS/m(close to sea water)0-40%测量精度±2%±3%需要材料特殊标定 40-70%测量精度±3%±4%测量重复精度±0.3%±0.5%操作温度范围-15℃~+50℃（可定制其他温度量程）测量体积3L（200mm x Ф150mm）适用土壤非均质土壤传感器（波导体）长度200mm电缆长度标配3.5m的7芯缆线标定出厂按矿物质土标定。用户可自行使用TrimeTool进行重新标定，最多可做15条自定义标定曲线测量管内/外径42mm/44mm测量管长度0.6m, 1m，1.5m, 2m，2.5m, 3m供电要求7-24VDC耗电情况2.3s测量过程中，12V时，为100mA 蓝牙通讯模块：功能实现无线通讯，同时负责给探头供电蓝牙通讯Bluetooth 2.0兼容，工作范围：最远10m工作温度-20℃~+70℃供电1000mAh Ni-MH电池（4x1.2V），充满电后，支持大于1500次测量适合的探头PICO64，PICO32，PICO-IPH 2 HD2读数表：功能用于读取水分数据，注意该读数表只能读数，无存储功能，可显示土壤水分，温度（连接针式探头）和电导率适合的探头PICO-IPH 2，PICO64，PICO32电池4.8V DC 2000mAh，充满电可供1500次测量防水等级IP67尺寸、重量150 x 64 x 36mm (长x 宽 x 高), 重量: 437g五、产地：德国IMKO六、应用案例：宁夏大学新技术应用研究开发中心Trime-PICO-IPH土壤水分仪完成安装调试 2016年4月，宁夏大学新技术应用研究开发中心Trime-PICO-IPH土壤水分仪的安装调试工作，仪器现已投入正常使用。中心确立以盐碱地改良利用、废弃物资源化利用、农业应对气候变化、水资源循环利用、新技术研发和成果转化为研究方向。 该中心本次购置的Trime-PICO-IPH采用目前测量精度最高的TDR 时域反射原理，建立了时间采样的方法，从而使得土壤水分的测量变得更为准确和方便。测量时，1GHz的高频电磁波沿着探针上的波导体传输，并在探头周围产生一个电磁场，电磁波传输到波导体的末端后又反射回发射源，由于土壤结构的不同导致电磁波传输的速率也不同，通过采集时间信号，可直接测量土壤介质的介电常数，介电常数又与土壤水分含量的多少有密切关系，土壤含水量即可通过模拟电压输出被读表内嵌程序计算并显示出来，同时，该系统通过内嵌传感器还可测得土壤温度和电导率参数。（图3） 图2 HP掌上电脑和Trime-pico水分传感器图3 实测数据