土壤水分测量传感器原理

1、2仪器部分：包括传感器和测量设备，一般气象站对气象5要素（风，温湿度，大气压，降雨，辐射）测量。4供电部分：一般野外自动站的供电系统由太阳能板+胶体电池+控制器组成。但是大功率观测场或者测量系统需要用交流电。1数据采集器：整个系统的核心，所有测量设备或者传感器 输出的测量数据都有数据采集器完成采集。同时为部分传感器供电和远程传输数据5支架部分：整个系统的的基础。支架由两部分组成：1主体，一般小气象站用三角架，大的观测系统用高塔。2传感器固定件，不同的传感器固定件不同。一般观测系统的组成3通信部分：系统通讯系统可以将野外站数据实时远程传输到基站。常用的通信方式为：光纤直连、无线电台、gprs网络

2、一般观测系统的组成 各种气象站 单端测量和差分测量差分测量和单端测量 介电常数是一个表征电荷在介质中相互作用力大小的量，从电场强度角度来看，介电常数是表征介质中电场强弱的量。 将一对电偶极子电偶极子(什么是电偶极子?)放在两个点电荷之间，这两个点电荷的库仑力会减小，见下图： 电偶极子介电常数介绍介电常数介绍 介电常数介绍介质名称介电常数 介质名称 介电常数 介质名称 介电常数 空气1 干燥煤粉2.2 湿沙1520 聚苯乙烯颗粒1.051.5 石膏1.82.5 氨21 洗衣粉1.11.3 食用油24 胶乳24 液态煤气1.21.7 粮食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 沥青45 矿石2530 奶粉1.82.2 水泥46 丙酮2030 汽油1.9 甲醚5 甲醇30 环乙醇2 异氰酸脂7.5 甘油37 柴油2.1 丁醇11 水81 abs 颗粒1.52.5 环氧树脂 2.56.0 氯化钾4.6 丙酮19.520 乙醇 24 pvc 粉末1.4 丙烯酸树脂2.76.0 面粉 2.53.0 稻米38 工业酒精1631 飞灰 1.51.7 生橡胶2.12.7 铝粉1.61.8 原料玻璃 2.02.5 砂35 硫酸铝6 谷物 38 皂粉1.21.5 沥青2.53.2 砂糖 1.52.2 亚硫酸钠5 笨，液体2.3 重油 2.63.0 淀粉2

4、5 碳酸钙1.82.0 液态乙烷 5.86.3 糖3 氯化钙11.8 盐酸 412 硫酸84 硫酸钙5.6 氧化铁 14.2 甲苯，液体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 矿物油 2.1 玉米废渣2.32.6 煤粉1.21.8 尼龙 45 小麦粉2.22.6 焦炭 1.12.2 pe（聚乙烯） 颗粒 1.5 pp（聚丙烯） 颗粒1.51.8 介电常数介绍介电常数介绍 介电常数的测量方法 土壤水分的fdr原理测量 水对土壤的介电常数贡献最大，但由于土壤的成分各不相同，土壤体积水含量与介电常数之间没有明确的关系，

5、我们能肯定的一点是，如果土壤其它成分不变，土壤体积水含量和仪器所测土壤介电常数之间有某种对应的关系，要找到这种关系需要对仪器针对这种土壤测量进行精确的标定，然后根据标定的数据拟合出曲线方程，标定的方法如下：土壤水分的fdr原理测量加水1次2次3次。17次18次19次20次。取某种土壤样本烘干，测量样本体积，将探头完全埋在样本中，室温调至20度（20度不用温度修正），然后开始分次按一定量加水，假设我们取了1l的土样，然后分20次加水，一次加30ml，每次加完后测量当前土壤的体积，计算土壤体积水含量，同时读出传感器输出介电常数的值（传感器通过终端输出介电常数的方法可参考后面的第5章介绍）。这样进行

6、20此后我们得到了20组土壤体积水含量和对应介电常数值。土壤水分的fdr原理测量 土壤水分的fdr原理测量 电导率电导率 土壤盐分土壤盐分 土壤盐分约为电导率的6.4倍： soil water salinity (g/l) ec (s/m) x 6.4土壤盐分 tdt原理介绍 tdt测量电导率 tdr原理介绍 tdt & tdr tdt 原理介绍tdt 原理介绍 tdt 原理介绍 tdt & 电导率tdt & 电导率tdr介绍tdr/tdt标定加水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.