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土壤水势监测系统

描述:土壤水势(soil water potential)指相对于纯水自由水面,土壤水所具有的势能。是势能的一种形式。土壤水与自然界中其他物质一样,具有各种形式的能量,因流动速度甚小,忽略其动能,集中研究土壤水的势能。当水分进入土壤孔隙中,受到吸附力、毛管力、重力和...

  • 产品厂地:北京市
  • 厂商性质:代理商
  • 更新时间:2025-05-29
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产品介绍/ PRODUCT PRESENTATION

1:系统介绍:

土壤水势(soil water potential)指相对于纯水自由水面,土壤水所具有的势能。是势能的一种形式。土壤水与自然界中其他物质一样,具有各种形式的能量,因流动速度甚小,忽略其动能,集中研究土壤水的势能。当水分进入土壤孔隙中,受到吸附力、毛管力、重力和溶质离子的引力等作用,分别产生基模势(包括吸附势、毛管势)、重力势、溶质势和压力势等。这些能量的总和称“总土壤水势"。每一项称“分势"。根据国际土壤学会土壤物理学术委员会(1963年)定义:在标准大气压下,从自由水面把无限少量的单位数量纯水等温、可逆地移动到土壤中某一吸水点,使之成为土壤水所做的功。其大小可清楚表明土壤水对作物的有效程度、土壤水运动的方向和速度。是研究土壤水分运动和土一植一气连续系统基本的概念。

土壤水势是“土壤水分势能值"的简称,亦称“总土壤水势"。土壤水由于受到各种力(如吸附力、弯月面力和重力等)的作用,其势能值一般足降低的。土壤水势就是土壤水与纯自由水势能的差值。压力单位为帕(Pa)。土壤水势反映了土壤水分的能量状态、运动的方向,以及对植物有效性的大小。

土壤水势 (water potential)是在等温条件下从土壤中提取单位水分所需要的能量,单位是巴(bar, 1 bar=100 kPa) 土壤水分 饱和,水势为零; 含水量 低于饱和状态,水势为负值,土壤越干旱,负值越大。一般植物的生存范围是0到-15pa(-1500 kPa)。

2:土壤水势监测系统组成:

数据采集单元:CR300,CR800,CR1000X采集器

土壤水势传感器:PF-Meter,TensioMark

机箱太阳能供电支架等辅助设备。

数据采集器选配:

性能特征

CR200X系列

CR300系列

CR800/CR850

CR1000X

CR3000

CR6

CR9000X系列

*大扫描速率

1 Hz

10 Hz

100 Hz

100 Hz

100 Hz

1000Hz

100,000 Hz

模拟输入

5个单端(无差分)

6个单端
或3对差分

6个单端
或3对差分

16 个单端
或8对差分

28个单端
或14对差分

12个单端或6个差分

每个CR9050/CR9051E/CR9055(E):
28个单端
或14对差分

脉冲计数器

2个

2个

2个

2个

4个

16个

每个CR9071含12个

开关激发通道

2个电压激发

2个电压激发

2个电压激发

*大16个电压激发

*大16个电流激发

4个电压激发
3个电流激发

*大12个电压激发

*大12个电流激发

每个CR9060含10个
电压激发

数字控制端口

2个I/O

2个I/O
或1个RS-232 接口

4个I/O
或2个RS-232 接口

*大16个I/O,2 个RS232,2个RS485,8个SDI-12,8个RX/TX pair RS 232

3个SDM、8个I/O
或4个RS-232

*大16个I/O,2 个RS232,2个RS485,8个SDI-12,8个RX/TX pair RS 232

每个CR9060含:1个SDM、8个I/O
或每个CR9071含16个I/O

连续模拟输出

0

0

0

0

2

0

每个CR9060含6个

通讯/数据存储端口

1个RS-232

1个USB,1个CSI/O, 1个10/100baseT(CR310)

1个CS I/O
1个RS-232

1个USB,1个CSI/O,1个MicroSD,1个10/100baseT

1个CS I/O
1个RS-232
1个并行外围设备

1个USB,1个CSI/O,1个MicroSD,1个10/100baseT

1个CS I/O
1个RS-232
1个10M/100M 以太网

输入电压范围

0≤V<2.5Vdc

-0.1 to +2.5 Vdc

±5Vdc

±5Vdc

±5Vdc

±5Vdc

±5Vdc (CR9050或CR9051E)
±50Vdc ( CR9055(E))
±60Vdc (CR9058E)

模拟电压精度

±(0.25%读数+1.2mV偏移量),-40℃~﹢50℃

±(0. 04%读数+偏移量),0℃~﹢40℃

±(0. 06%读数+1.2mV偏移量),0℃~﹢40℃

±(0.04% 测量值+偏移值)

±(0. 04%读数+偏移量),0℃~﹢40℃

±(0. 04%读数+偏移量),0℃~﹢40℃

±(0. 07%读数+4位A/D计数),-25℃~﹢50℃

模拟分辨率

*小0.6mV

*小0.23μV

*小0.33μV

*小0.02μV

*小0.33μV

*小0.05μV

*小1.6μV

模拟/数字
转换位数

12

24

13

24

16

24

16

标准工作温度

-40~50℃

-40~70℃

-25~50℃

-40~70℃

-25~50℃

-40~70℃

-25~50℃

扩展工作温度

N/A

/

-55~85℃(CR800)
-30~80℃(CR850)

-55~85℃

-40~85℃

-55~85℃

-40~70℃

内存(字节)

106K (操作系统)
512K (数据储存)

10M数据存储,2M(操作系统)
5M (CPU、程序保存)

128MB闪存和4MB带内置供电的静态存储器 

2M(操作系统)
4M (数据储存、CPU、程序保存)

2M(操作系统)
4M (数据储存、CPU、程序保存)

6M(操作系统)
6M (数据储存、CPU、程序保存)

 

128K (程序)
128M (数据储存)

供电(Vdc)

7~16

9.6~16

9.6~16

9.6~16

10~16

9.6~16

9.6~16

电流消耗(mA)

~0.2(睡眠模式,无电台)
~3(活动,无电台)

1.5(睡眠模式)
5(1 Hz采样速率,无RS-232通讯)

~0.6(睡眠模式)
1~16(无RS-232通讯)
17~28(有RS-232通讯)

<1 (睡眠模式)
55(20HZ扫描)
25(RS-232)

48(以太网)

2 (睡眠模式)
3 (1 Hz采样速率)
10 (100 Hz采样速率)

~0.8 (睡眠模式)
3 (1 Hz采样速率)
67 (20 Hz采样速率)

750~1000(处理)
750~4000 (模拟测量)

尺寸(厘米)

13.2×17.6×4.8

5.5×3.0×2.0

24.1×10.4×5.1

23.8×10.1×6.2

24.1×17.8×9.7

8×4×2.4

40.0×24.8×20.3(实验室版机箱)
45.7×34.3×22.9(野外版机箱)

重      量

227g(CR200X、CR295X)
272g(CR206X、CR211X、
CR216X)

242g(CR300);288g(CR310)

660g

860g

1.6Kg(无电池)

0.42 Kg(无电池)

~13.6 Kg (实验室版)
~18 Kg (野外版)
~12 Kg (CR9000XC)

SDI-12 支持

支持

支持

支持

支持

支持

支持

否

PakBus支持

支持(仅叶节点)

支持

支持

支持

支持

支持

否

Modbus 支持

支持

支持

支持

支持

支持

支持

否

DNP3支持

否

支持

支持

支持

支持

支持

否

数据存储方法

表格

表格

表格

表格

表格

表格

表格

编程语言

CRBasic

CRBasic

CRBasic

CRBasic

CRBasic

CRBasic

CRBasic

CE认证

CR200X、CR206X、
CR211X、CR216X

有

有

有

有

有

有

质   保

3年

3年

3年

3年

3年

3年

3年

软件支持

Short Cut

支持

3.2或更高

支持

支持

支持

支持

否

PC200W

支持

4.4或更高

支持

支持

支持

支持

否

PC400

1.0或更高

4.4或更高

1.4或更高

1.2或更高

1.3或更高

4.3或更高

1.0或更高

LoggerNet

2.1或更高

4.4或更高

3.3或更高

3.0或更高

3.2或更高

4.3或更高

2.0或更高

RTDAQ

否

否

支持

支持

支持

支持

支持

PConnect

3.0或更高

4.4或更高

3.3或更高

3.1或更高

3.2或更高

4.3或更高

否

PConnect CE

2.0或更高

4.4或更高

2.2或更高

2.0或更高

3.2或更高

4.3或更高

否

PF-Meter土壤水势传感器

该水势传感器采用特殊设计的陶瓷平衡系统, 是基于摩尔热容原理,通过直接测量热容的变化,精度高,不需要标定。以数字信号传输pF值或hPa值,数字信号传输可以避免测量值的传输误差,所以电缆长度可以超过250米。与兼容的网络设备相连,可以组成一个由48个pF-Meter设备组成的dLOG网络,也可以通过GSM/GPRS传输数据,便于在世界任何一个角落访问。pF-Meter可以与个人电脑直接相连,在线使用。该传感器同时具备模拟信号输出,以方便用户使用。
   适用范围:干旱地区、冻土、路基等其他特殊领域土壤水的研究。

 

技术参数:
   大的测量范围 (pF 0-7 = 1-10,000,000 hPa / mBar)

优良的免维护 免除像传统张力计需要注水的维护

快速响应高精度 pF ± 0.05 pF

同时测量土壤温度(精度,±0.2℃)

测量值不受土壤盐分的影响

防霜冻

输出信号:

数字信号SDI-12 总线(水文总线协议)

GP总线

模拟信号0-7 V = pF 0- pF 7

0-10V=10000mBar

注:模拟信号输出没有温度输出

供电电压:10V-16V

TensioMark土壤水势传感器

该设备采用特殊设计的陶瓷平衡系统, 基于摩尔热容原理,直接测量热容的变化,通过内部微控制器MCU进行转换得出精度的水势值,用户不需要标定。外形和注水张力计相似,但无需注水维护,测量值不受土壤盐分的影响。该技术测量基质势范围宽、安装简单快捷、免维护、精度高。可组成稳定可靠的土壤水势测定系统。精准地监测田地中水分运移情况,广泛应用于SPAC子系统、田间土壤水分特征曲线、水土侵蚀、土力学特性研究等领域土壤水的研究、作物需水控制等。

    产品特点:

分体式结构,测量部位体积小,使用灵活

防霜冻

不受土壤盐分影响

 

技术参数:

供电:7-15 VDC

输出信号:SDI-12    

水势测量范围:7pF - 0 pF (10,000,000 hPa - 0 hPa)

水势分辨率:0.01 pF

水势精度:± 0.35 pF

土壤温度测量范围:-40 °C to +80 °C

土壤温度分辨率:0.1 °C

功耗:休眠:1.5mA,5秒工作频率时:50mA

尺寸:23 mm x 15 mm x 125 mm

线缆长度:5米

3:参考文献:

青藏铁路路基下部土体水热过程变化的监测研究   李明永, 吴青柏, 刘永智

土壤水势测定方法的选择及准确性研究    刘思春,高亚军,王永一,马爱生

太行山区典型植被对土壤水势动态的影响研究    王 鹏,宋献方,侯士彬

土壤水势温度滞后效应的研究  王国栋  张一平  张君常  傅志东

二种土壤含水量与水势关系     吴沿友  胡林生  谷睿智   吴沿胜  黎明鸿

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