土壤水分传感器的技术参数
土壤水分参数的测定
土壤水分参数的测定土壤的水分参数是指土壤中的水分含量、持水能力和排水能力等参数。
测定土壤水分参数对于农业生产、水资源管理和环境保护具有重要意义。
下面将从不同方法和仪器的测定原理和应用、测定结果的解读和分析以及测定误差和不确定性的评估等方面进行论述。
一、测定原理和方法1.重量法：这是最常用的测定土壤水分含量的方法，通过比较土壤干重和湿重的差值，计算出土壤的水分含量。
需要注意的是，不同土壤类型和含水量水平下的干重和湿重之间的比例系数不同，需要随不同条件进行校正。
2.替代法：利用一些物理性质（如介电常数、导电率、红外辐射、核磁共振等性质）与土壤含水量之间存在的关系进行测定。
这种方法可以避免土壤样品的破坏和扰动，但需要依赖特定的仪器设备。
3.势水法：通过土壤中水分的势能来测定土壤水分参数。
这种方法适用于研究土壤水分运动和土壤水分利用特点，能够得到较为详细的水分分布情况，但需要较为复杂的实验操作和数据处理。
4.高度法：通过土壤中水分的压力头和高度之间的关系来测定土壤水分参数。
这种方法适用于一些特殊土壤类型（如多孔介质、岩性土壤等），对土壤水分分布的研究具有重要意义。
二、仪器设备和应用1.土壤水分计：这是最常用的用于测定土壤水分含量的设备，通过测量土壤的电阻值或电容值来计算土壤的水分含量。
传感器类型和使用原理不同，有电阻式、电容式、微波式等多种类型。
这些设备在农田、植物生理生态学研究和水资源管理等领域得到广泛应用。
2.TDR（时间域反射）仪器：这是一种通过高频脉冲信号与土壤中水分之间的相互作用来测定土壤水分含量的仪器。
它可以在瞬间测量土壤水分含量，并具有较高的精度和稳定性。
在农业灌溉和土壤水分监测等方面得到广泛应用。
3.压力变送器：用于测定土壤中的水分含量和压力头等参数，可以得到土壤水分的竖直分布情况。
这种设备广泛应用于土壤物理学和水文学研究领域。
三、测定结果的解读和分析在进行土壤水分参数测定后，需要对得到的结果进行解读和分析。
管式土壤水分监测仪用户手册说明书
管式土壤水分监测仪用户手册目录1.产品简介.....................................................................................................错误！未定义书签。
1.1产品概述 (3)1.2产品特点 (4)1.3技术参数 (4)1.4产品选型 (4)2.设备安装说明 (5)2.1设备尺寸与检测高度 (5)2.2设备安装前检查 (5)2.2.1安装位置选择 (6)2.3安装方式 (6)2.3产品接线说明 (8)3.配置软件安装及使用 (8)4.通信协议 (9)5.联系方式.....................................................................................................错误！未定义书签。
6.文档历史.....................................................................................................错误！未定义书签。
1.1产品概述土壤水分传感器工作原理DGTR-T 自动土壤水分观测仪采用的土壤水分传感器基于频域反射法（Frequency Domain Reflectometry ）原理，简称FDR 法。
土壤水分传感器主要由一对圆形金属环组成一个电容，其间的土壤充当电介质，电容与振荡器组成一个调谐电路，传感器电容量与两极间被测介质的介电常数成正比关系。
由于水的介电常数比一般介质的介电常数要大得多，所以当土壤中的水分增加时，其介电常数相应增大，测量时传感器给出的电容值也随之上升，相应的，传感器的测量频率也会发生变化。
利用土壤水分传感器在不同土壤含水量中的频率SF （scaled frequency 归一化频率）变化来测量土壤体积含水量(θV )，两者的关系可以用公式θV =a*SF b 表述，其中a 和b 为参数。
土壤水分(墒情)监测仪器基本技术条件说明书
分测定仪(TDR 土壤水分测定仪)。 c) 中子法仪器。根据中子原理设计生产的土壤水分测定仪器。如:中子水分测定仪。 d) 负压法仪器。根据负压法原理设计生产的土壤水分测定仪器。如:土壤水的]重复性 repeatability[ofameasuringinstrument] 在 相 同 测 量 条 件 下 ,重 复 测 量 同 一 个 被 测 量 ,测 量 仪 器 提 供 相 近 示 值 的 能 力 。
注1:这些条件包括:相同的测量程序;相同的观测者;在 相 同 的 条 件 下 使 用 相 同 的 测 量 设 备;相 同 地 点;在 短 时 间 内重复测量。
1
GB/T 28418—2012
量的方法。
3.4 中子法 neutronmethod 根 据 放 射 性 中 子 源 快 中 子 进 入 土 壤 与 介 质 中 与 各 种 原 子 相 碰 撞 减 速 ,使 快 中 子 损 失 能 量 而 慢 化 ,并
且慢中子云球的密度与中子源作用范围内的介质中的水分含量存在函数 关 系 的 原 理,通 过 测 量 慢 中 子
5.4.2 准确度 土壤含水量的测量误差应能达到如下要求: a) 与烘干法比较,体积含水量在3%~10%时,相对误差的绝对值不大于 5%;在 15% ~25% 时, 相 对 误 差 的 绝 对 值 不 大 于 2.5% ;在 35% ~45% 时 ,相 对 误 差 的 绝 对 值 不 大 于 5% ; b) 重复性(以重复性标准差表示)不大于2%。
GB/T 28418—2012
前言
本标准按照 GB/T1.1—2009给出的规则起草。 本标准由中华人民共和国水利部提出。 本 标 准 由 全 国 水 文 标 准 化 技 术 委 员 会 水 文 仪 器 分 技 术 委 员 会 (SAC/TC119/SC1)归 口 。 本 标 准 主 要 起 草 单 位 :水 利 部 水 文 仪 器 及 岩 土 工 程 仪 器 质 量 监 督 检 验 测 试 中 心 、水 利 部 南 京 水 利 水 文 自 动 化 研 究 所 、宁 波 北 仑 华 赛 液 压 器 材 有 限 公 司 、北 京 慧 图 信 息 科 技 有 限 公 司 。 本 标 准 主 要 起 草 人 :徐 海 峰 、袁 普 生 、邓 英 春 、任 志 华 、高 国 治 。 本 标 准 参 加 起 草 人 :李 刚 、吴 怡 。
墒情检测设备介绍
墒情一、系统简介FDR型墒情计为可远距离传输的土壤水分传感器，可长期埋设于土壤和堤坝内使用，对表层和深层土壤进行墒情的定点监测和在线测量，也叫农田墒情检测仪。
采用4-20mA 工业通用接口，可直接接入各种显示仪表，实现土壤水分监测。
与数据采集器配合使用，可作为水分定点监测或移动测量的仪器。
土壤的各种理化性状、地形的差异作用、气候变化和人为的土壤管理措施对土壤水分状况有不同的影响，地表特征与土壤水分状况也存在着依次的相关性。
FDR型墒情计是一种高精度、高可靠性、受土壤质地影响不明显的快速土壤水分测量传感器。
传感器采用世界先进的最新FDR 原理制作，其性能和精度可与TDR 型和FD 型土壤水分传感器相媲美，并在可靠性与测量速度上具有更大的优势。
本产品可应用在(1) 农场自动化灌溉系统 (2) 温室大棚种植土壤水分控制系统(3) 食用菌水分控制系统（4）沙漠地区农业自动化滴灌系统。
其它需要监测土壤水分的各种场合等。
FDR型墒情计为新一代土壤水分测量传感器，采用工业级精密核心元件，使其具有优越的准确性与长期稳定性。
小巧化的体积设计，方便携带和安装。
结构设计合理密封，不锈钢探针保证适用性和广泛性。
以环氧树脂密封胶灌封，可以直接埋入土壤中使用且不受腐蚀，保证较长的使用寿命。
很高的测量灵敏度和精度，采用高抗干扰设计，性能可靠稳定。
4-20mA工业通用接口，使现场测量更加灵活多变，可适应多种场合。
二、技术参数三、安装要求监测位置应相对稳定，保证监测资料的一致性和连续性。
山丘区代表性地块应设在坡面比降较小而面积较大的地块中，不应设置在沟底和坡度大的地块中。
代表性地块面积一般应大于1亩。
平原区代表性地块应设在平整且不易积水的地块。
代表性地块面积一般应大于10亩。
采集点布置在距代表性地块边缘、路边10m以上且平整的地块中，应避开低洼易积水的地方，且同沟槽和供水渠道保持20m以上的距离，避免沟渠水侧渗对土壤含水量产生影响。
传感器在农业方面的应用
红外遥感应用于农业
各种植物的反射光谱在可见光范围内的差别是不大的, 各种植物的反射光谱在可见光范围内的差别是不大的,但在近红外波 段却具有强烈反射红外的能力, 段却具有强烈反射红外的能力,生长正常的植物比生长不良的植物反 射红外能力强, 射红外能力强,因此可以在红外影象上根据红色深浅明暗变化了解植 物的分布、长势、产量类型、环境和病虫害等。并且可以作为编制土 地利用图的理想资料。根据上述原理, 地利用图的理想资料。根据上述原理,可以在以下几个主要方面加以 应用;(1)利用红外比可见光和肉眼可提前发现病虫害, 应用;(1)利用红外比可见光和肉眼可提前发现病虫害,并能分辨植物 的受害程度;(2)可根据近红外波段反射率的比值来估算生物量, 的受害程度;(2)可根据近红外波段反射率的比值来估算生物量,比值 愈大说明作物生长愈好, 愈大说明作物生长愈好,反之生长不良。再根据比值与干物重建立回 归关系,求出回归系数,从而获得单位面积产量的近似公式,(3)可以根 归关系,求出回归系数,从而获得单位面积产量的近似公式,(3)可以根 据林木的温度变化,应用热红外来评价林木活力; 据林木的温度变化,应用热红外来评价林木活力;并可利用红外遥感探 测森林火灾;(4)应用红外彩色影象直接监视牧草分布、长势、产量、 测森林火灾;(4)应用红外彩色影象直接监视牧草分布、长势、产量、 青草生长持续期, 青草生长持续期,还可利用热红外调查牲畜以及背景的热差异来区分 种群;(5)利用近红外各波段可以确定土壤的盐渍化程度, 种群;(5)利用近红外各波段可以确定土壤的盐渍化程度,并可用它来 判断土壤干旱和需水量程度;(6)应用红外遥感直接观测鱼场环境估计 判断土壤干旱和需水量程度;(6)应用红外遥感直接观测鱼场环境估计 鱼群分布和捕鱼量, 鱼群分布和捕鱼量,也可利用红外影象直接观测鱼群的分布和活力。
土壤水分温度传感器 485型使用说明书
RS-WS-N01-TR土壤水分温度传感器485型使用说明书文档版本：V1.11. 产品介绍 (3)2. 使用方法 (4)3. 设备安装说明 (4)4. 配置软件安装及使用 (5)5. 通信协议 (5)6. 常见问题及解决办法 (7)7. 联系方式 (7)8. 文档历史 (7)9. 外形尺寸 (8)1. 产品介绍1.1 产品概述适用于土壤温度以及水分的测量，经与德国原装高精度传感器比较和土壤实际烘干称重法标定，精度高，响应快，输出稳定。
受土壤含盐量影响较小，适用于各种土质。
可长期埋入土壤中，耐长期电解，耐腐蚀，抽真空灌封，完全防水。
1.2 适用围广泛适用于科学实验、节水灌溉、温室大棚、花卉蔬菜、草地牧场、土壤速测、植物培养、污水处理、粮食仓储及各种颗粒物含水量和温度的测量。
1.3 测量参数及硬件参数供电电源：5~24V DC 温度测量围：-40℃~80℃水分测量围：0~100% 温度精度：±0.5℃存储环境：-40℃~80℃输出信号：485水分精度：±3%（测量结冻冰土层时，水分值会偏低不准确，需要用户补偿）1.4 物理参数探针长度：70mm 探针直径：3mm探针材料：304不锈钢密封材料：环氧树脂（黑色阻燃）电缆长度：标配两米（RVV 4*0.3）防护等级：IP681.5 系统框架图2. 使用方法2.1 速测方法：选定合适的测量地点，避开石块，确保钢针不会碰到坚硬的物体，按照所需测量深度抛开表层土，保持下面土壤原有的松紧程度，紧握传感器垂直插入土壤，插入时不可左右晃动，一个测点的小围建议多次测量求平均值。
2.2 埋地测量法：垂直挖直径>20cm的坑，在既定的深度将传感器钢针水平插入坑壁，将坑填埋严实，稳定一段时间后，即可进行连续数天，数月乃至更长时间的测量和记录。
2.3 注意事项：1、测量时钢针必须全部插入土壤里。
2、避免强烈直接照射到传感器上而导致温度过高。
野外使用注意防雷击。
FDR-201土壤湿度传感器使用说明书(三探针)
产品简介土壤湿度传感器是一款高精度、高灵敏度的土壤水分测量仪器。
本传感器采用电磁脉冲原理测量土壤的表观介电常数，从而得到土壤真实水分含量，具有快速准确、稳定可靠、不受土壤中化肥和金属离子的影响等特点。
土壤水分传感器可测量土壤水分的体积百分比，是符合目前国际标准的土壤水分测量方法。
适用于土壤墒情监测、科学试验、农业灌溉、温室大棚、花卉蔬菜、草地牧场、土壤速测、植物培养等场合。
具备以下特点：（1）电极采用特殊处理的合金材料，可承受较强的外力冲击，不易损坏。
（2）完全密封，可埋入土壤或直接投入水中进行长期动态检测。
（3）精度高，响应快，互换性好，探针插入式设计保证测量精确，性能可靠。
（4）完善的保护电路。
技术参数土壤湿度：量程：0-100%RH；分辨率：0.01%RH；精度：5% 供电电压：DC5V-24V信号输出：RS485，Modbus协议测量原理：土壤水分FDR频域法防护等级：IP68浸没水中可长期使用运行环境：-40~85℃探针材料：防腐特制电极密封材料：黑色阻燃环氧树脂安装方式：全部埋入或探针全部插入被测介质默认线缆长度：5米，线缆长度可按要求定制连接方式：预装冷压端子外形尺寸：45*15*135mm电极长度：50mm接线方法（1）若配备本公司生产的气象站，直接使用传感器线将传感器与气象站上的相应接口相连即可。
（2）若单独购买变送器，变送器配套线线序分别为：线颜色输出信号通讯型红色电源正黑色电源地黄色A+/TX蓝色B-/RX安装与测量（1）快速测量法：选定合适的测量地点，避开石块，确保电极不会碰到石块之类坚硬物体，按照所需测量深度刨开表层土，保持下面土壤原有的松紧程度，握紧传感器体垂直插入土壤，插入时不可前后左右晃动，确保与土壤紧密接触。
一个测点的小范围内建议测多次求平均。
（2）埋地测量法：根据需要的深度，垂直挖直径大于20厘米的坑，深度按照测量需要，然后在既定深度将传感器钢针水平插入坑壁，将坑填埋压实，确保电极与土壤紧密接触。
3 农业物联网传感器_土壤类传感器2
3.3 苗情监测
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3 4 灾情监测
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灾情监测系统由高 清远红外摄像系统、 传输、控制、显示、 存储五大部分组成， 用户通过视频系统 可以清晰直观的实 时远程查看种植区 作物的生长及病虫 害情况，并对突发 性异常事件的过程 进行及时监视和记 忆，用以提供及时 高效的指挥和调度。
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谢 谢 大 家！
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作业
1. 水产养殖物联网需要哪几种传感器， 他们的作用是什么？那种最重要？ 2 灌溉物联网需要那几种传感器，它们 分别测量那些参数，原理是什么?
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2.2.4 PH值测量
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2.2.4 PH值测量
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3 传感器应用实例四情监测系统
虫情监测设备
苗情监测设备
墒情监测设备
灾情监测设备
可监测虫情信息，并对 虫情实时计数拍照，照 片可上传至管理平台
3.1 病虫情自动测报
太阳能自动虫情测报灯专为农林虫情测报而研制，该 灯利用现代光、电、数控技术，实现了虫体远红外自 动处理、接虫袋自动转换、整灯自动运行等功能。在 无人监管的情况下，能自动完成诱虫、杀虫、收集、 分装、排水等系统作业。
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2.1 土壤信息传感
• 土壤水分 • 土壤温度 • 酸碱度 • 导电率（盐份） • 养分（NPK）
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土壤湿度传感器又称土壤水分传感器，是基于介电理论并运用频域测量技术自主研制开发的，能够精确测量土壤和其它多孔介质的体积含水量。
可与温室环境监测、土壤墒情采集、自动灌溉控制等系统集成，实现水分的长期动态连续监测，目前广泛适用于科学试验、节水灌溉、温室大棚、花卉蔬菜、草地牧场、土壤速测、植物培养、污水处理及各种颗粒物含水量的测量。
土壤水分传感器外壳采用工程塑料、环氧树脂（黑色阻燃）密封制成，可以长期深埋在土壤中而不会受到损坏，是一款高精度，高灵敏度，防水性能好的土壤水分传感器。
土壤水分传感器的技术参数：
测量参数：土壤容积含水率
量程：0～100% /立方
单位：%（m3/m3）
输出信号：0～2V（电压型）4～20mA（电流型）
测量精度：0～50%（m3/m3）范围内为±3%（m3/m3），50～100%（m3/m3）范围内为±5%（m3/m3）
互换精度：《3%
复测误差：《1%
测量原理：频域反射原理（FDR）
工作电流：约15mA
工作频率：100MHZ
响应时间：《1秒
测量稳定时间：1秒
工作温度范围：-20℃～50℃
测量区域：95%的影响在以中央探针为中心，直径为7cm、高为7cm的圆柱体内
探针长度：5.3cm
探针直径：3mm
探针材料：不锈钢（抗电解）
密封材料：环氧树脂（黑色阻燃）
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