土壤水分測(cè)量傳感器原理

1、2儀器部分：包括傳感器和測(cè)量設(shè)備，一般氣象站對(duì)氣象5要素（風(fēng)，溫濕度，大氣壓，降雨，輻射）測(cè)量。4供電部分：一般野外自動(dòng)站的供電系統(tǒng)由太陽(yáng)能板+膠體電池+控制器組成。但是大功率觀測(cè)場(chǎng)或者測(cè)量系統(tǒng)需要用交流電。1數(shù)據(jù)采集器：整個(gè)系統(tǒng)的核心，所有測(cè)量設(shè)備或者傳感器 輸出的測(cè)量數(shù)據(jù)都有數(shù)據(jù)采集器完成采集。同時(shí)為部分傳感器供電和遠(yuǎn)程傳輸數(shù)據(jù)5支架部分：整個(gè)系統(tǒng)的的基礎(chǔ)。支架由兩部分組成：1主體，一般小氣象站用三角架，大的觀測(cè)系統(tǒng)用高塔。2傳感器固定件，不同的傳感器固定件不同。一般觀測(cè)系統(tǒng)的組成3通信部分：系統(tǒng)通訊系統(tǒng)可以將野外站數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程傳輸?shù)交?。常用的通信方式為：光纖直連、無(wú)線電臺(tái)、gprs網(wǎng)絡(luò)

2、一般觀測(cè)系統(tǒng)的組成 各種氣象站 單端測(cè)量和差分測(cè)量差分測(cè)量和單端測(cè)量 介電常數(shù)是一個(gè)表征電荷在介質(zhì)中相互作用力大小的量，從電場(chǎng)強(qiáng)度角度來(lái)看，介電常數(shù)是表征介質(zhì)中電場(chǎng)強(qiáng)弱的量。 將一對(duì)電偶極子電偶極子(什么是電偶極子?)放在兩個(gè)點(diǎn)電荷之間，這兩個(gè)點(diǎn)電荷的庫(kù)侖力會(huì)減小，見(jiàn)下圖： 電偶極子介電常數(shù)介紹介電常數(shù)介紹 介電常數(shù)介紹介質(zhì)名稱介電常數(shù) 介質(zhì)名稱 介電常數(shù) 介質(zhì)名稱 介電常數(shù) 空氣1 干燥煤粉2.2 濕沙1520 聚苯乙烯顆粒1.051.5 石膏1.82.5 氨21 洗衣粉1.11.3 食用油24 膠乳24 液態(tài)煤氣1.21.7 糧食2.54.5 乙醇2.5 塑料粒1. 52 干燥沙34 炭灰

3、2530 玻璃片1.22.2 瀝青45 礦石2530 奶粉1.82.2 水泥46 丙酮2030 汽油1.9 甲醚5 甲醇30 環(huán)乙醇2 異氰酸脂7.5 甘油37 柴油2.1 丁醇11 水81 abs 顆粒1.52.5 環(huán)氧樹(shù)脂 2.56.0 氯化鉀4.6 丙酮19.520 乙醇 24 pvc 粉末1.4 丙烯酸樹(shù)脂2.76.0 面粉 2.53.0 稻米38 工業(yè)酒精1631 飛灰 1.51.7 生橡膠2.12.7 鋁粉1.61.8 原料玻璃 2.02.5 砂35 硫酸鋁6 谷物 38 皂粉1.21.5 瀝青2.53.2 砂糖 1.52.2 亞硫酸鈉5 笨，液體2.3 重油 2.63.0 淀粉2

4、5 碳酸鈣1.82.0 液態(tài)乙烷 5.86.3 糖3 氯化鈣11.8 鹽酸 412 硫酸84 硫酸鈣5.6 氧化鐵 14.2 甲苯，液體2.02.4 二氧化碳1.6 液氮 1.4 尿烷6.57.1 水泥1.52.1 煤油 2.8 植物油2.53.5 氯水2 礦物油 2.1 玉米廢渣2.32.6 煤粉1.21.8 尼龍 45 小麥粉2.22.6 焦炭 1.12.2 pe（聚乙烯） 顆粒 1.5 pp（聚丙烯） 顆粒1.51.8 介電常數(shù)介紹介電常數(shù)介紹 介電常數(shù)的測(cè)量方法 土壤水分的fdr原理測(cè)量 水對(duì)土壤的介電常數(shù)貢獻(xiàn)最大，但由于土壤的成分各不相同，土壤體積水含量與介電常數(shù)之間沒(méi)有明確的關(guān)系，

5、我們能肯定的一點(diǎn)是，如果土壤其它成分不變，土壤體積水含量和儀器所測(cè)土壤介電常數(shù)之間有某種對(duì)應(yīng)的關(guān)系，要找到這種關(guān)系需要對(duì)儀器針對(duì)這種土壤測(cè)量進(jìn)行精確的標(biāo)定，然后根據(jù)標(biāo)定的數(shù)據(jù)擬合出曲線方程，標(biāo)定的方法如下：土壤水分的fdr原理測(cè)量加水1次2次3次。17次18次19次20次。取某種土壤樣本烘干，測(cè)量樣本體積，將探頭完全埋在樣本中，室溫調(diào)至20度（20度不用溫度修正），然后開(kāi)始分次按一定量加水，假設(shè)我們?nèi)×?l的土樣，然后分20次加水，一次加30ml，每次加完后測(cè)量當(dāng)前土壤的體積，計(jì)算土壤體積水含量，同時(shí)讀出傳感器輸出介電常數(shù)的值（傳感器通過(guò)終端輸出介電常數(shù)的方法可參考后面的第5章介紹）。這樣進(jìn)行

6、20此后我們得到了20組土壤體積水含量和對(duì)應(yīng)介電常數(shù)值。土壤水分的fdr原理測(cè)量 土壤水分的fdr原理測(cè)量 電導(dǎo)率電導(dǎo)率 土壤鹽分土壤鹽分 土壤鹽分約為電導(dǎo)率的6.4倍： soil water salinity (g/l) ec (s/m) x 6.4土壤鹽分 tdt原理介紹 tdt測(cè)量電導(dǎo)率 tdr原理介紹 tdt & tdr tdt 原理介紹tdt 原理介紹 tdt 原理介紹 tdt & 電導(dǎo)率tdt & 電導(dǎo)率tdr介紹tdr/tdt標(biāo)定加水1次2次3次。17次18次19次20次。vwc = a+b*period + c*period2 c (tsoil ) = uc + (20 tsoil ) *(0.526 0.