TRIME-PICO IPH 2 TDR剖面土壤水分测量系统

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一、用途:
        可测量土壤或其他介质深达3米的剖面含水量,标定后可以同时测量土壤剖面的含盐量。该产品由TRIME-Pico-T3/IPH升级而来,可以采用蓝牙无线通讯数据传输,也可直接接读表。

 

二、原理:
        TRIME基于TDR(Time domain Reflectometry with Intelligent MicroElements)时域反射技术。用以直接测量土壤或其他介质的介电常数,介电常数又与土壤水分含量的多少有密切关系,土壤含水量即可通过模拟电压输出被读数系统计算并显示出来。
        测量时,金属波导体被用来传输TDR信号,TRIME工作时产生一个1GHz的高频电磁波,电磁波沿着波导体传输,并在探头周围产生一个电磁场。信号传输到波导体的末端后又反射回发射源。传输时间在10ps-2ns间。IMKO发明了这种专利测量技术,使得仪器可以检测到小至3ps的时间信号。建立了时间采样的方法。从而使得土壤水分的测量变得更为准确和方便。
 
三、组成:
主要组成:
1. 剖面土壤水分传感器(TRIME-PICO IPH 2):圆柱式探头,PVC材料外壳

剖面土壤水分传感器(TRIME-PICO IPH 2)
 

2. 测量管:由TECANAT特殊塑料制成,有0.6米、1米、1.5米、2米、2.5米、3米五种不同深度及相关附件组成。可选国产或国外进口。

测量管
 

3.  智能手机或读表:采用智能手机,或者手持式读表,功能强大,读取数据及存储数据等,用户自选国外和国内品牌
                      

 

        HD2读表                  蓝牙通讯模块                                                                                 
                                                      

4. 蓝牙通讯模块:与智能手机联用,实现无线通讯,同时负责给探头供电。
5. 专用安装工具:埋设探管的专用工具套件,含土钻、支架、防震钢锤等等,为保证准确将测量管安装到位,最大程度上减小安装过程中产生的扰动,建议用户务必选择该专用安装工具。

 

 专用安装工具
 

采集软件:TrimeBlue APP操作软件,用以采集数据,系统设置等,安装在智能手机上。
 
四、基本技术指标:

IPH2剖面土壤水分传感器: 

  TRIME –PICO IPH 2
土壤水分测量范围 0—100%
电导率范围 0-6dS/m 6-12dS/m 12 -50dS/m(close to sea water)
0-40%测量精度 ±2% ±3% 需要材料特殊标定

 
40-70%测量精度 ±3% ±4%
测量重复精度 ±0.3% ±0.5%
操作温度范围 -15℃~+50℃(可定制其他温度量程)
测量体积 3L(200mm x Ф150mm)
适用土壤 非均质土壤
传感器(波导体)长度 200mm
电缆长度 标配3.5m的7芯缆线
标定 出厂按矿物质土标定。用户可自行使用TrimeTool进行重新标定,最多可做15条自定义标定曲线
测量管内/外径 42mm/44mm
测量管长度 0.6m, 1m,1.5m, 2m,2.5m, 3m
供电要求 7-24VDC
耗电情况 2.3s测量过程中,12V时,为100mA

 
蓝牙通讯模块:

功能 实现无线通讯,同时负责给探头供电
蓝牙通讯 Bluetooth 2.0兼容,工作范围:最远10m
工作温度 -20℃~+70℃
供电 1000mAh Ni-MH电池(4x1.2V),充满电后,支持大于1500次测量
适合的探头 PICO64,PICO32,PICO-IPH 2

 
HD2读数表:

功能 用于读取水分数据,注意该读数表只能读数,无存储功能,可显示土壤水分,温度(连接针式探头)和电导率
适合的探头 PICO-IPH 2,PICO64,PICO32
电池 4.8V DC 2000mAh,充满电可供1500次测量
防水等级 IP67
尺寸、重量 150 x 64 x 36mm (长x 宽 x 高), 重量: 437g


五、产地:德国IMKO

六、应用案例:

宁夏大学新技术应用研究开发中心Trime-PICO-IPH土壤水分仪完成安装调试
 
        2016年4月,宁夏大学新技术应用研究开发中心Trime-PICO-IPH土壤水分仪的安装调试工作,仪器现已投入正常使用。中心确立以盐碱地改良利用、废弃物资源化利用、农业应对气候变化、水资源循环利用、新技术研发和成果转化为研究方向。
 

 
        该中心本次购置的Trime-PICO-IPH采用目前测量精度最高的TDR 时域反射原理,建立了时间采样的方法,从而使得土壤水分的测量变得更为准确和方便。测量时,1GHz的高频电磁波沿着探针上的波导体传输,并在探头周围产生一个电磁场,电磁波传输到波导体的末端后又反射回发射源,由于土壤结构的不同导致电磁波传输的速率也不同,通过采集时间信号,可直接测量土壤介质的介电常数,介电常数又与土壤水分含量的多少有密切关系,土壤含水量即可通过模拟电压输出被读表内嵌程序计算并显示出来,同时,该系统通过内嵌传感器还可测得土壤温度和电导率参数。(图3)
 

图2 HP掌上电脑和Trime-pico水分传感器


图3 实测数据
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