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土壤传感器系列|SoilVUE10土壤剖面水分、电导率与温度传感器介绍
发布时间:2021-05-31
欧美大地代理品牌Campbell Scientific为土壤状况监测提供了多种传感器选项。本期的主角为最新的SoilVUE10土壤剖面水分传感器
 
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概览
SoilVUE™ 10 是一款基于Campbell TrueWave™ TDR 测量技术的土壤剖面水分传感器。它集土壤水分、电导率与温度测量为一体,是专为从事环境研究的科研人员和环境监测网络而研制。SoilVUE ™ 10 体现了土壤水分原位测量技术的创新和进步,是土壤剖面水分等状况监测的最佳选择。
Campbell Scientific 专有的TrueWave ™ TDR 技术将业内领先的信号上升时间与先进的波形分析技术相结合,从而准确确定高频信号的真实传输时间。测量过程将获取高时间分辨率和平滑的信号,其性能完全可以与其它TDR测量相媲美。值得一提的是,并非所有的TDR 的传感器都可以达到这样的测量性能。  
 
 
测量原理与方法
 
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SoilVUE10基于Campbell Scientific TrueWave TDR技术,传感器内部包含了高频TDR信号发生、波形采样与多路复用电路,即相当于将Campbell  Scientific TDR200和SDM8X50等复杂电路小型化后集成到传感器之中。SoilVUE10同时通过内部微处理器对获取的TDR波形进行分析与处理,从而确定各个深度下的土壤表征介电常数(εa)、体积含水量(VWC)和体积电导率(ECb)。经对比测试,SoilVUE10内部TDR测量电路的性能与TDR200完全相当。此外,嵌入到传感器内部的热敏电阻将测量土壤剖面温度。SoilVUE10传感器输出为SDI-12数字信号,因此兼容Campbell Scientific CR300/CR1000X/CR6等绝大多数数据采集器。
 
 

独特结构设计
 
与TDR200配套的CS605等探头采用平行探针不同,SoilVUE10的TDR波导呈螺旋形并嵌入在传感器主体外侧的螺纹上。如上图所示,SoilVUE10每三段探针为一组,分别构成对应剖面深度下测量土壤水分与电导率的TDR电极。其中,50 cm传感器版本可以测量6个剖面深度下的土壤参数,而100 cm版本扩展至9个剖面深度。
 
 
传感器安装
 
 
SoilVUE10采用独特的螺纹式结构设计,大大简化了传感器的安装过程。安装时仅需预先钻一直径5cm圆孔(略小于传感器外径),然后用配套的内六角工具将传感器像拧螺丝一样旋入土壤中,避免大面积开挖土壤破坏土壤原状。相比传统管式剖面传感器,SoilVUE10能够有效地改善传感器与土壤之间的接触,尽可能地避免传感器与土壤之间产生间隙,并且螺纹结构能够有效防止水分沿传感器外壁形成优势流。

 
应用场景
 
SoilVUE10作为一体式剖面土壤多参数传感器,适用于多种场景下土壤水分、盐分与温度监测,可能的应用包括:
 

  • 土壤墒情监测网络
  • 土壤水分遥感数据的地面验证
  • 农田节水灌溉
  • 土壤水分入渗监测
  • 土壤测坑、蒸渗仪剖面水分监测
  • 土壤溶质运移、盐碱化程度监测
  • 土壤冻融状况与过程监测

Source:Campbell Scientific
 
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