2023時域反射法土壤水分監(jiān)測儀器

時域反射法土壤水分監(jiān)測儀器目 次前言 IV引言 V1范引文件 1語定義 1般定 2作理結(jié)組成 2工原理 2組成 3本數(shù)性特征 4術(shù)求 5外觀 5工環(huán)適性 5測范圍 5測準(zhǔn)度 5測重性 6測能與電干擾性 6工電流 6電適性 6絕性能 6防蝕性 6外防等級 7機(jī)環(huán)適性 7樣氯鉀液備 7試土制備 7氯鉀液制備 8驗法 8試要求 8主試設(shè)及劑 9試方內(nèi)容 9驗則 11出檢驗 11型檢驗 11IIIIIIII志使說書 1211.1 標(biāo)志 1211.2 使說書 12裝運(yùn)、存 1212.1 包裝 1212.2 運(yùn)輸 1212.3 貯存 13裝運(yùn)和護(hù) 13插式針 13運(yùn)和護(hù) 13附錄A 資性） 壤水監(jiān)常參查表 1411時域反射法土壤水分監(jiān)測儀器范圍）。（GB/T1226 環(huán)試驗第2分試方法試驗Kb：霧交（化液）GB/T4208 殼護(hù)（IP碼）GB/5080.1 靠試驗第1分試條和檢驗GB/T9359 文器環(huán)境驗件方法GB/T9969 GB/T15966 GB/T19705 GB/T50095 GB/T28418 壤分墑情監(jiān)儀基技條JJF1001－2011 用量術(shù)及義SL61 SL180－2015 水自測報統(tǒng)備 遙終SL364－2015 土墑監(jiān)測范SL651－2014 GB/T50095、JJF1001－2011界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件3.1TimeDomainReflectometrysoilmoisturemonitoringinstrument利用時域反射法原理，用以監(jiān)視、測量土壤中水分含量的器具或裝置。223.2時域反射法timedomainreflectometry3.3表觀介電常數(shù)apparentdielectricconstant真空中電磁波的傳輸速度與介質(zhì)中電磁波的傳輸速度比值的平方。注：真空中電磁波的傳輸速度為2.99792458×108m/s。3.4干容重drybulkdensity一定容積的土壤（包括土粒及粒間的孔隙）烘干后質(zhì)量與烘干前體積的比值。3.5時域測量跡線Timedomainmeasuringtraces反映測量的電磁參量（電壓、反射系數(shù)、阻抗等）隨時間變化的曲線圖像。3.6電導(dǎo)率conductivity用來描述物質(zhì)中電荷流動難易程度的參數(shù)。注：電導(dǎo)率常用符號σ表示，其標(biāo)準(zhǔn)單位是西門子/米（S/m）。2SL36433信號源發(fā)射電磁波信號，由信號采集器和信號處理器測量電磁波在探針中傳播的往返時間，按公式（1）計算表觀介電常數(shù)，通過在監(jiān)測儀器中預(yù)設(shè)土壤體積含水量與其表觀介電常數(shù)之間的關(guān)系公式，來計算土壤體積含水量。工作原理示意圖見圖1。..................................(1)式中：Ka――測量土壤的表觀介電常數(shù)；c――光速，2.99792458×108m/s；vm/s；Δts；Lm。圖1 時域射（TDR）工理示圖組成（）。44圖2 人工攜土水監(jiān)儀器成意圖（3。圖3 人工攜土水監(jiān)儀器成意圖監(jiān)測儀器的基本參數(shù)應(yīng)符合表1的規(guī)定。表1 基本數(shù)參數(shù)名稱參數(shù)值參數(shù)說明時間分辨力≤12ps（皮秒，10-12秒）監(jiān)測儀器測量發(fā)射信號及相應(yīng)反射信號的傳輸時間。上升沿時間≤300ps（皮秒，10-12秒）電磁波信號由低電平上升至高電平過55程中，由幅值的10%上升至幅值的90%所需的時間間隔。測量分辨力≤0.1%體積含水率信號接口與輸出模擬量輸出宜為0V～2.5V或4mA～20mA。數(shù)字量輸出可選RS232、RS485等通用接口標(biāo)準(zhǔn)。測量主機(jī)輸出接口外觀監(jiān)測儀器外觀應(yīng)滿足下列要求：監(jiān)測儀器應(yīng)能適應(yīng)下列環(huán)境正常工作：a) -10℃～55℃；b) 0℃～45℃；95%（40對高寒或高熱地區(qū)，監(jiān)測儀器應(yīng)能適應(yīng)下列環(huán)境不損壞：a) -25℃～60℃；b) -20℃～55℃100%。監(jiān)測儀器的測量范圍宜為0%～50%體積含水量。監(jiān)測儀器的測量準(zhǔn)確度用測量絕對誤差來表示，與烘干法相比，體積含水率0%～45%，干容重1.2～1.6的土壤體積含水量測量的絕對誤差的平均絕對值應(yīng)不大于2%。絕對誤差的平均絕對值可按公式（2）計算。式中：

nni烘＝i1 n

.....................................(2)66式中：——絕對誤差的平均絕對值；——第i次測量的體積含水率；i烘——采用烘干法計算出的體積含水量，θ烘=ω×γ0，ω為烘干法的重量含水量，γ0為土壤干容量；n——測量次數(shù)，n≥6；nkqkqn12s式中：s qk――第k次測量的偏差值

....................................(3)q――k次測量的平均偏差值；n――傳感器測量次數(shù)，n≥6。123固定埋設(shè)式土壤水分監(jiān)測儀器的值守電流應(yīng)不大于50mA；工作電流一般應(yīng)不大于1400mA。監(jiān)測儀器應(yīng)采用直流供電，電源額定電壓宜用12V。在額定電壓的-15%～20%之間波動時，儀器應(yīng)正常工作。如采用自適應(yīng)電源，在監(jiān)測儀器規(guī)定的電壓范圍內(nèi)應(yīng)能正常工作。監(jiān)測儀器的絕緣電阻應(yīng)不小于2MΩ。監(jiān)測儀器應(yīng)能適應(yīng)鹽霧的土壤測量環(huán)境，正常工作時不應(yīng)產(chǎn)生腐蝕現(xiàn)象。77IP680.01MpaIP65抗振動監(jiān)測儀器在包裝狀態(tài)下，在承受掃頻振動頻率為10HZ～150HZ～10HZ、掃頻速度為1倍頻程/min、加速度為2g，應(yīng)能滿足下列要求：監(jiān)測儀器在包裝狀態(tài)下，在離地面垂直高度為25cm處自由跌落后，應(yīng)能滿足下列要求：土壤選取應(yīng)符合下列要求：土壤預(yù)處理應(yīng)符合下列步驟：a）b）2mm1mm試驗土樣制備應(yīng)符合下列要求a) 0%～1010%～20%20%～35%35%～504±1%。88試驗土樣制備應(yīng)符合下列步驟：0.1g24h；注1：根據(jù)土柱高度，按照2cm～3cm厚度進(jìn)行分層均勻壓實裝填。注2：容重根據(jù)土壤類型確定，飽和含水量較低的土壤，試驗土樣含水量制備到飽和即可?？瞻自嚇拥闹苽浒聪铝幸蠛筒襟E進(jìn)行：5cm；v，(4)m；m=ρ·v (4)式中：m——水的質(zhì)量，g;V——水的體積，cm3ρ——水的密度，g/cm3；ρ=1g/cm3注：實驗用水：25℃時，電導(dǎo)率不高于0.2mS/m0.10.1%氯化鉀溶液的制備按下列要求和步驟進(jìn)行：（g）：水（g）=1：10000.01g（）；（）0.1%氯化鉀溶液。因0.10.2氯化鉀溶液的制備按下列要求和步驟進(jìn)行：（g）：水（g）=1：10000.01g（）；0.199a) 溫度：10℃～30℃；b) 40%～90%。（）0.1g；0.01g；i) 0.1℃；j) 250.2mS/m；（）。外觀試驗前，在常溫狀態(tài)下，參比工作條件下，準(zhǔn)備標(biāo)準(zhǔn)土樣1份，使用被檢監(jiān)測儀器進(jìn)行土壤體積含水率的測量，讀取測量數(shù)據(jù)3次，記錄并檢查測試情況。-20554試驗后，恢復(fù)到常溫狀態(tài)下，檢查被測監(jiān)測儀器的工作情況。20%3035%1010測量準(zhǔn)確度按下列方法和步驟進(jìn)行：8.1.363100cm3（2）在重復(fù)性條件下，按9.3.4的測量方法，測量待測試樣，連續(xù)觀測不少于6次，按公式（3）計算實驗標(biāo)準(zhǔn)差，記錄并檢查測試情況。測試前應(yīng)注意下列情況：0.1%0.2±1按下列步驟進(jìn)行測試：K鉀K水用萬用表檢測監(jiān)測儀器的工作電流，記錄并檢查測試情況。90%～120%3用絕緣電阻測試儀對測量傳感器進(jìn)行絕緣性能測試，記錄并檢查測試結(jié)果。將監(jiān)測儀器放入鹽霧試驗箱中，按GB/T2423.18—2000中的第7章、第8章、第9章、第10章、第11章的相關(guān)規(guī)定，進(jìn)行不少于48h的交變鹽霧試驗，試驗后檢查儀器外觀及工作情況。1111將監(jiān)測儀器放置在防護(hù)試驗臺，按GB4208對應(yīng)等級規(guī)定的試驗方法進(jìn)行試驗，試驗后，檢查測量傳感器的工作情況。將包裝好的測量傳感器固定在振動試驗臺上，進(jìn)行10Hz～150Hz～10Hz、掃頻速度為1倍頻程/min、加速度為2g的掃頻試驗，每軸向進(jìn)行3個周期，試驗后記錄并檢查測試情況。25cm7.1、7.3、7.4、7.7、7.87.9要求1抽樣按每批監(jiān)測儀器數(shù)量的5%~10%隨機(jī)抽樣，每批最少應(yīng)不少于三臺；若產(chǎn)品總數(shù)量少于三臺，應(yīng)全部檢驗。判定規(guī)則如下：1212互換性經(jīng)過型式檢驗的產(chǎn)品，更換易損件，并經(jīng)出廠檢驗合格后，方能出廠。標(biāo)志產(chǎn)品應(yīng)在顯著部位設(shè)有銘牌，并清晰標(biāo)識下列內(nèi)容：外包裝箱應(yīng)標(biāo)志下列內(nèi)容：（mm）；（kg）；應(yīng)符合GB/T9969的規(guī)定，并應(yīng)包括監(jiān)控系統(tǒng)的接口定義和通信協(xié)議，安裝方法以及常見故障的處理方法。包裝運(yùn)輸包裝好的產(chǎn)品應(yīng)適應(yīng)各種運(yùn)輸方式。1313貯存-40℃～6090插針式探針平行于地面安裝，應(yīng)按照下列順序步驟進(jìn)行安裝：25cm（寬30cm 1414附 錄 A（資料性）土壤水分監(jiān)測常用參數(shù)查詢表A.1