美国DECAGON公司的ECH2O传感器.doc.doc

ECH 2O 土壤含水量监测系统 ECH 2O 土壤水分传感器水是植物生长发育不可缺少的生态因子之一,不仅是光合作用与有机物水解过程的作用物,也是矿质元素在植物体内运行的主要溶剂和载体。另外,土壤水分是监测土地退化的一个重要指标,是气候、水文、生态、农业等领域的主要参数,在地表与大气界面的水分和能量交换中起重要作用。 ECH 2O 传感器是用来测量土壤水分的传感器, 使用新技术和耐用材料, 可对土壤水分含量进行长期准确监测, 而且价格非常低廉。因此,可以进行多样地、不同土壤深度的水分含量长期连续测量。 ECH 2O 传感器通过测量土壤的电介质常数,来计算土壤体积含水量。它是此类传感器中唯一对土壤盐度和温度效应敏感度相对较低的一种,而且耗电极少,从而更容易实现长期监测。同时,极高的分辨率使之能够精确测量每日甚至每小时的水分利用。另外,最新的 ECH 2O TE 传感器除了监测土壤水分之外, 还能够同时测量温度和电导率,提供更多的土壤信息。工作原理 ECH 2O 传感器是一种电介质型传感器, 可将之置于测量介质中, 通过测量传感器上电容的变化, 从而测量该介质的介电常数或电容率。还有一种电介质型传感器, 是通过测量电磁脉冲经过埋于介质中的波导传导所消耗的时间来测量该介质的介电常数, 该传感器称作为时域反射仪( TDR )。但因其价格十分昂贵且相当复杂,大量使用受到限制。水的介电常数大约是 80 ,土壤矿质的大概为4 ,空气为 1 。由于水的介电常数非常高,因此当土壤中的水分含量变化时,土壤的介电常数也随之发生相当大的变化。任何可以准确测量电容率的传感器都可用来确定体积含水量。影响因素一般是温度和盐度。 ECH 2O 传感器电路可以把温度变化的影响减小到最低。对于 EC-10 和 EC-2 0 来说, 传感器的覆盖材料可在一定程度上降低盐分的效应。土壤质地对于 EC-10 和 EC-20 的校准影响与对于别的电容传感器的影响程度是相同的。然而, EC-5 和 ECH 2O TE 传感器的运行频率( 70MHz ) 要大大高于 EC-10 和 EC-20 的频率( 5MHz ), 因此质地和盐度对这些传感器的影响也被大大降低了。主要优点?耐用材料制成, 可长期埋设在样地中, 长期准确地监测土壤水分?适于多种地理区域,测量不同深度?系统价格和维护费用都相当便宜?通过测量土壤介电常数确定容积水分含量?对土壤中的温度和盐度影响的敏感度低?耗电少,降低长期监测的费用?极高的分辨率,可准确监测每天或每小时的水分?可实现土壤水分、温度和电导度的同步测量,提供关于土壤条件的更多信息技术指标 EC-5 EC-10 EC-20 EA-10 EC-TM ECH 2 O-TE 长度 5 cm 10 cm 20 cm 10 cm5 cm5 cm 测量参数体积含水量 VWC VWC VWC VWC VWC 和温度 VWC 、温度和电导率精确度± 3% ( 电导率在 8dS/m 以内的所有土壤类型);± 1-2% (单独校准后) ± 4% (低电导率和中等电导率的土壤类型);± 1-2% (单独校准后) ± 4% (低电导率和中等电导率的土壤类型);± 1-2% (单独校准后) ± 4% (低电导率和中等电导率的土壤类型);± 1-2% (单独校准后) ± 3% ( 矿质土壤), ±