ENVIDATA-DT 探头式土壤水温盐水势系统

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Internet 在线观测 -ENVIdata(集成系统)
ENVIdata 生态环境信息系统集成
中国生态环境观测技术经历20年的发展,最初的从野外手工采样、人工测量发展为现在普遍使用的在线数据采集,大大提高了数据的时间分辨率,保证数据的连续性。随着网络技术的进步、无线数据传输条件更加稳定,推动了物联网技术的发展,基于传感器网络和在线传输系统将进一步扩大生态环境观测的频度和空间范围,实现区域、景观、样地等不同尺度的观测数据的同步采集、传输和科学计算,大大降低生态环境观测站的运行成本。
 ENVIdata 生态环境集成系统功能:
澳作生态仪器有限公司集合十多年服务生态研究领域的经验,集成全球测量土壤、植物、环境的精品测量仪器,联合国外最新的数据采集平台和通信技术,共同推出的业内首个Internet生态数据管理系统-ENVIdata生态环境集成系统。
集成系统资质
      在公司全体员工的努力下,我公司的ENVIdata生态环境集成系统自2010年取得ISO9000认证,已经2次顺利通过每年的专家复查。ENVIdata 数据服务器于2009年完成,并取得软件登记证,至今已经有几十位客户在使用。
                                                                       
                                                                                

ENVIdata-DT土壤水温盐水势系统
该系统通过实时、连续、原位监测土壤水分、温度、水势的变化,是土壤水动力学的基础研究设备。广泛应用于农田蒸散、作物耗水、森林水文、湿地水文、草原生态、水土流失、环境污染、水循环研究等领域。
集合了最新的数据采集平台和通信技术,实现Internet传输数据,用户只要能上网,既可浏览实时数据。用户还可定制邮件发送数据,系统定时将野外土壤水分、温度、水势实时数据打包发送到用户的邮箱
                                                                                                                
集合了最新的数据采集平台和通信技术,实现Internet传输数据,用户只要能上网,既可浏览实时数据。用户还可定制邮件发送数据,系统定时将野外土壤水分、温度、水势实时数据打包发送到用户的邮箱。

原理及组成:
  该系统采用高精度TDR(可测土温)/FDR插针式、剖面式探头的土壤水分、T系列电信号张力计土壤水势传感器及数据采集系统,组成一套完整的自动监测系统,从而实时记录田间土壤水分含量及相应水势值,为研究人员提供第一手田间数据资料。

土壤水分传感器

 土壤水势传感器



数据采集器

 DT系列数据采集器是一款坚固、独立、低能耗的数据采集器,具有支持U盘、18位分辨率、通讯性能可扩展及内嵌显示屏等特性。DT80的双通道隔离概念可同时使用多达10个隔离或15个共用参考模拟输入,配置扩展模块后最多可通道可扩展至600个。
 DT系列数据支持SDI-12传感器组网,支持SCADA系统的Modbus、 FTP和Web接口、具有可控12V电源为传感器供电。工作温度最低可达-45℃。
ENVIdata数据传输和管理

应用案例
 TRIME-PICO探头在土壤电导率与盐分含量换算中的应用
(1)TRIME-PICO探头电导率的测量范围

  PICO64,PICO32 在ECw>20dS/m的情况下,ECtrime 测量范围为0…10dS/m;所有型号的TRIME-PICO探头都写入了相同的ECtrime两点线性校准曲线, 譬如PICO32探头内置两点校准曲线如下:
Calibration Point1:         干玻璃珠       =  0dS/m ECTRIME
Calibration Point2:   Water with ECw 5dS/m  =  5dS/m ECTRIME
第一点干玻璃珠代表电导率在0附近的干土,第二点将盐溶于水中代表孔隙水电导率为5ds/m(23℃)。 探头的基础校准是在实验室条件下应用标准电导率仪完成。
    测量土壤孔隙水电导率或者土壤盐分测量根据土壤类型和植物种的不同,可大致将土壤盐分胁迫分为以下几级:
轻度盐化:        1-3   g salt per liter
中度盐化:        3-5   g salt / liter
重度盐化:        5-10  g salt / liter
严重盐化:        > 10  g salt / liter
水溶液电导率ECw和盐分之间换算的公式如下:
TDS(Total-Dissolved-Salts) (g盐/L水)= 0.64 * ECw
譬如 ECw =5 dS/m=5mS/cm ,则盐分含量为3.2 g盐/L,孔隙水ECw的值可以通过实验室电导率测量的方法测得。
(2)TRIME-PICO探头绘制水盐曲线
  通过PICO32和PICO64探头测量土壤体积含水率和孔隙水电导率ECtrime(反应土壤盐分)值,可以获得土壤水盐曲线。
  下图显示的是沙土的土壤水盐曲线,图中显示的四条曲线分别代表四种不同盐分含量的沙土。其中Sand1中加入的孔隙水电导率为0.5ds/m,Sand2中为5ds/m,Sand3中为10ds/m,Sand4中为20ds/m,然后使用PICO32探头在同一土壤水分条件下进行电导率测量。通常情况下,不同盐分含量沙土的土壤电导率值(ECtrime),在10-30%的土壤水分条件下,分辨率最好。


下图显示的是壤土的土壤水盐曲线,图中显示的四条曲线分别代表四种不同盐分含量的壤土。使用PICO32探头在同一土壤水分条件下进行电导率测量。通常情况下,不同盐分含量壤土的土壤电导率值(ECtrime),在25-35%的土壤水分条件下,分辨率最好。

(3)TRIME-PICO特定土壤水盐曲线的绘制方法
将土样烘干至土壤体积含水量为0,然后磨碎过筛,使其均匀。向均匀土样中加入电导率为4 dS/m的水溶液(2.56g盐/L水),考虑到土壤本身所含的盐分为1g/L,则此时土样的盐分含量约为2.56g+1g=3.56g盐/L水,孔隙水电导率约为ECw= 5.5 dS/m。然后将土样放入一个塑料碗中(不能用金属碗,也不能太小),压实使其尽量接近土壤的自然密度,每一个土壤水分和盐分水平,建议测量至少3个数据,然后取平均值。测量时,请务必注意测量点周围的土壤无干扰,建议先用预打孔工具打孔。
将土样的土壤体积含水量增加为5%,其他步骤同上。
将土样的土壤体积含水量不断增加,直至饱和状态。从而测量多个水平的土壤水分体积含水量和土壤盐分数据。
绘制土壤盐分3.56g盐/L水(ECw=5.5dS/m) 的ECtrime值和不同土壤体积含水量之间的水盐曲线。
测定同一土壤体积含水量和不同土壤盐分的ECtrime值,绘制土壤体积含水量和不同土壤盐分之间的水盐曲线。
根据这两种情况下水盐曲线确定某种类型土壤盐分和ECtrime之间的换算关系。
如果土壤本身的盐分含量很高,绘制校准曲线时有必要进行淋洗,但要确保细颗粒土壤无流失,然后经过烘干和磨碎处理,土壤水盐曲线能够反映很低的盐分含量情况。也可以使用蒸馏水作为低含盐量的样品进行测量。

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