2023时域反射法土壤水分监测仪器

时域反射法土壤水分监测仪器目 次前言 IV引言 V1范引文件 1语定义 1般定 2作理结组成 2工原理 2组成 3本数性特征 4术求 5外观 5工环适性 5测范围 5测准度 5测重性 6测能与电干扰性 6工电流 6电适性 6绝性能 6防蚀性 6外防等级 7机环适性 7样氯钾液备 7试土制备 7氯钾液制备 8验法 8试要求 8主试设及剂 9试方内容 9验则 11出检验 11型检验 11IIIIIIII志使说书 1211.1 标志 1211.2 使说书 12装运、存 1212.1 包装 1212.2 运输 1212.3 贮存 13装运和护 13插式针 13运和护 13附录A 资性） 壤水监常参查表 1411时域反射法土壤水分监测仪器范围）。（GB/T1226 环试验第2分试方法试验Kb：雾交（化液）GB/T4208 壳护（IP码）GB/5080.1 靠试验第1分试条和检验GB/T9359 文器环境验件方法GB/T9969 GB/T15966 GB/T19705 GB/T50095 GB/T28418 壤分墒情监仪基技条JJF1001－2011 用量术及义SL61 SL180－2015 水自测报统备 遥终SL364－2015 土墒监测范SL651－2014 GB/T50095、JJF1001－2011界定的以及下列术语和定义适用于本文件3.1TimeDomainReflectometrysoilmoisturemonitoringinstrument利用时域反射法原理，用以监视、测量土壤中水分含量的器具或装置。223.2时域反射法timedomainreflectometry3.3表观介电常数apparentdielectricconstant真空中电磁波的传输速度与介质中电磁波的传输速度比值的平方。注：真空中电磁波的传输速度为2.99792458×108m/s。3.4干容重drybulkdensity一定容积的土壤（包括土粒及粒间的孔隙）烘干后质量与烘干前体积的比值。3.5时域测量迹线Timedomainmeasuringtraces反映测量的电磁参量（电压、反射系数、阻抗等）随时间变化的曲线图像。3.6电导率conductivity用来描述物质中电荷流动难易程度的参数。注：电导率常用符号σ表示，其标准单位是西门子/米（S/m）。2SL36433信号源发射电磁波信号，由信号采集器和信号处理器测量电磁波在探针中传播的往返时间，按公式（1）计算表观介电常数，通过在监测仪器中预设土壤体积含水量与其表观介电常数之间的关系公式，来计算土壤体积含水量。工作原理示意图见图1。..................................(1)式中：Ka――测量土壤的表观介电常数；c――光速，2.99792458×108m/s；vm/s；Δts；Lm。图1 时域射（TDR）工理示图组成（）。44图2 人工携土水监仪器成意图（3。图3 人工携土水监仪器成意图监测仪器的基本参数应符合表1的规定。表1 基本数参数名称参数值参数说明时间分辨力≤12ps（皮秒，10-12秒）监测仪器测量发射信号及相应反射信号的传输时间。上升沿时间≤300ps（皮秒，10-12秒）电磁波信号由低电平上升至高电平过55程中，由幅值的10%上升至幅值的90%所需的时间间隔。测量分辨力≤0.1%体积含水率信号接口与输出模拟量输出宜为0V～2.5V或4mA～20mA。数字量输出可选RS232、RS485等通用接口标准。测量主机输出接口外观监测仪器外观应满足下列要求：监测仪器应能适应下列环境正常工作：a) -10℃～55℃；b) 0℃～45℃；95%（40对高寒或高热地区，监测仪器应能适应下列环境不损坏：a) -25℃～60℃；b) -20℃～55℃100%。监测仪器的测量范围宜为0%～50%体积含水量。监测仪器的测量准确度用测量绝对误差来表示，与烘干法相比，体积含水率0%～45%，干容重1.2～1.6的土壤体积含水量测量的绝对误差的平均绝对值应不大于2%。绝对误差的平均绝对值可按公式（2）计算。式中：

nni烘＝i1 n

.....................................(2)66式中：——绝对误差的平均绝对值；——第i次测量的体积含水率；i烘——采用烘干法计算出的体积含水量，θ烘=ω×γ0，ω为烘干法的重量含水量，γ0为土壤干容量；n——测量次数，n≥6；nkqkqn12s式中：s qk――第k次测量的偏差值

....................................(3)q――k次测量的平均偏差值；n――传感器测量次数，n≥6。123固定埋设式土壤水分监测仪器的值守电流应不大于50mA；工作电流一般应不大于1400mA。监测仪器应采用直流供电，电源额定电压宜用12V。在额定电压的-15%～20%之间波动时，仪器应正常工作。如采用自适应电源，在监测仪器规定的电压范围内应能正常工作。监测仪器的绝缘电阻应不小于2MΩ。监测仪器应能适应盐雾的土壤测量环境，正常工作时不应产生腐蚀现象。77IP680.01MpaIP65抗振动监测仪器在包装状态下，在承受扫频振动频率为10HZ～150HZ～10HZ、扫频速度为1倍频程/min、加速度为2g，应能满足下列要求：监测仪器在包装状态下，在离地面垂直高度为25cm处自由跌落后，应能满足下列要求：土壤选取应符合下列要求：土壤预处理应符合下列步骤：a）b）2mm1mm试验土样制备应符合下列要求a) 0%～1010%～20%20%～35%35%～504±1%。88试验土样制备应符合下列步骤：0.1g24h；注1：根据土柱高度，按照2cm～3cm厚度进行分层均匀压实装填。注2：容重根据土壤类型确定，饱和含水量较低的土壤，试验土样含水量制备到饱和即可。空白试样的制备按下列要求和步骤进行：5cm；v，(4)m；m=ρ·v (4)式中：m——水的质量，g;V——水的体积，cm3ρ——水的密度，g/cm³；ρ=1g/cm³注：实验用水：25℃时，电导率不高于0.2mS/m0.10.1%氯化钾溶液的制备按下列要求和步骤进行：（g）：水（g）=1：10000.01g（）；（）0.1%氯化钾溶液。因0.10.2氯化钾溶液的制备按下列要求和步骤进行：（g）：水（g）=1：10000.01g（）；0.199a) 温度：10℃～30℃；b) 40%～90%。（）0.1g；0.01g；i) 0.1℃；j) 250.2mS/m；（）。外观试验前，在常温状态下，参比工作条件下，准备标准土样1份，使用被检监测仪器进行土壤体积含水率的测量，读取测量数据3次，记录并检查测试情况。-20554试验后，恢复到常温状态下，检查被测监测仪器的工作情况。20%3035%1010测量准确度按下列方法和步骤进行：8.1.363100cm3（2）在重复性条件下，按9.3.4的测量方法，测量待测试样，连续观测不少于6次，按公式（3）计算实验标准差，记录并检查测试情况。测试前应注意下列情况：0.1%0.2±1按下列步骤进行测试：K钾K水用万用表检测监测仪器的工作电流，记录并检查测试情况。90%～120%3用绝缘电阻测试仪对测量传感器进行绝缘性能测试，记录并检查测试结果。将监测仪器放入盐雾试验箱中，按GB/T2423.18—2000中的第7章、第8章、第9章、第10章、第11章的相关规定，进行不少于48h的交变盐雾试验，试验后检查仪器外观及工作情况。1111将监测仪器放置在防护试验台，按GB4208对应等级规定的试验方法进行试验，试验后，检查测量传感器的工作情况。将包装好的测量传感器固定在振动试验台上，进行10Hz～150Hz～10Hz、扫频速度为1倍频程/min、加速度为2g的扫频试验，每轴向进行3个周期，试验后记录并检查测试情况。25cm7.1、7.3、7.4、7.7、7.87.9要求1抽样按每批监测仪器数量的5%~10%随机抽样，每批最少应不少于三台；若产品总数量少于三台，应全部检验。判定规则如下：1212互换性经过型式检验的产品，更换易损件，并经出厂检验合格后，方能出厂。标志产品应在显著部位设有铭牌，并清晰标识下列内容：外包装箱应标志下列内容：（mm）；（kg）；应符合GB/T9969的规定，并应包括监控系统的接口定义和通信协议，安装方法以及常见故障的处理方法。包装运输包装好的产品应适应各种运输方式。1313贮存-40℃～6090插针式探针平行于地面安装，应按照下列顺序步骤进行安装：25cm（宽30cm 1414附 录 A（资料性）土壤水分监测常用参数查询表A.1