TRIME-Logging TDR土壤水分动态监测系统

TRIME-Logging TDR土壤水分动态监测系统

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2022-11-02 09:41:12
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产品简介

详细介绍

一、用途:
TRIME-Logging土壤水分动态监测系统由数据采集器、土壤水分传感器及相应总线模块(即网络化模块),Globelog-Control软件等组成的一套强大的水分动态监测系统。数据可通过GPRS无线通讯方式进行传输,方便管理和远程监控。系统采用模块化结构,设置简单,安装操作非常容易,易于维护,出厂前经严格测试,安全可靠,运行稳定,可长期置于野外无人看管,并能适用于条件恶劣的地区。

系统在研究农田的梯度水分运移,研究山体滑坡运动时的水分状况,研究沙地的水土保持等方面有着广泛的应用,目前国内已有很多成功的应用,包括农科院草原研究所,公路科学研究院,中国地质大学,中科院寒旱所,中科院生地所,牧区水科所等研究机构。

TRIME-Logging土壤水分动态监测系统由数据采集器、土壤水分传感器及相应总线模块(即网络化模块),Globelog-Control软件等组成的一套强大的水分动态监测系统。数据可通过GPRS无线通讯方式进行传输,方便管理和远程监控。系统采用模块化结构,设置简单,安装操作非常容易,易于维护,出厂前经严格测试,安全可靠,运行稳定,可长期置于野外无人看管,并能适用于条件恶劣的地区。

系统在研究农田的梯度水分运移,研究山体滑坡运动时的水分状况,研究沙地的水土保持等方面有着广泛的应用,目前国内已有很多成功的应用,包括农科院草原研究所,公路科学研究院,中国地质大学,中科院寒旱所,中科院生地所,牧区水科所等研究机构。

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。

时域反射法(TDR)
IMKO发明了TDR时域反射技术(Time domain Reflectometry with Intelligent MicroElements)这种测量技术。该系统中采用的 IGHz TDR 技术,确保Trime-PICO 土壤水分传感器在测量土壤水分的过程中,不受土壤温度、电导率的影响。测量的土体电导率可直接换算成土壤盐分,这是电容式或频域FD 水分传感器技术无法实现的。

不同条件下介电常数(DC)的精确测量
只有真实的DC测量,才能够提供材料中水分含量的信息。电导率由虚部和实部两部分组成,电介质测量方法和传感器,根据测量方法的不同,不能忽略DC的这两部分。他们测量的是实部和虚部两部分之和 (蓝 + 红 = 紫色图片)。在实际应用中,可以导致水分测量的错误。下图描述的是基本物理条件下,不同的频谱范围的的测量技术:
实部 (蓝色曲线) 代表含水量的参照值。虚部 (红色曲线) 代表了电介质损耗的参照值,例如由于电导率、温度等引起的。虚部并非一个常数,随外部环境的变化处于动态变化中,例如温度的变化。因此它是水分测量中,电介质常数确定的影响因子。实部占DC的比例随测量方法选择的频谱而不同。因此,不同的测量原理的频谱成为影响测量的关键。TRIME-TDR雷达方法的频谱在理想的500MHz ~ 1GHz



实部 (蓝色曲线) 在处并且处于这个频谱内。干扰的虚部 (红色曲线) 在它的最小处。这意味着,实部的水分含量在确定点,而虚部的干扰在可以忽略的极小值处。在所有的测量方法中,TRIME-TDR 技术提供了一个理想的物理前提,可以精确的测量含水量,并且在温度达到150°C时,仍然可靠有效。
测量介电常数虚部参数是非常粗略的,因为它仅仅是一些干扰值的概括总结。因为,所有的干扰值,都是在测量土壤温度,土壤电导率,一般土壤粘粒含量,分散以及电子温度漂移过程中发生的简单事实。
电容式性水分探针的生产厂家,局限于很低的频率段,有着严重的问题。所以,他们测量干扰值,并且试图计算出其补偿值,以便得到更好的水分值。但是,无论他们如何说他们能够测量这些变值,但是不可否认的是,他们同时也必须承认这些值是会受到影响的。
Trime Pico探针,是基于的TDR技术,它的频段几乎不受虚部的影响,这也是TDR技术的一大主要优势。

三、 组成:
土壤水分传感器(TRIME-PICO):用于测量土壤表层含水量
探针:TRIME- PICO的探针,以做备用
数据采集器:GlobeLog-Logger,可接多达48个传感器
GSM/GPRS调置解调器:用于GSM/GPRS方式远程数据传输
采集软件:采集数据,系统设置等
机箱支架及附件:用于安装数据采集器等
保护装置:专门设计的防雷等保护装置
四、 基本技术指标:
GolbeLog-Logger数据采集器:
1. 可连接48个传感器
2. 2MB内存,可存储500000个数据
3. 支持GSM/GPRS/Internet远程数据传输
4. 可选CDMA或卫星数据传输
5. 防水等级IP67,适合野外工作
6. 采集间隔设置1分钟至1天
7. 数据格式ASCII,可导入MS-EXCEL
8. 可用太阳能或电源多种供电模式
9. 操作温度-30°C 至 +70°C
10. 接口RS232/V24
11. 设置使用简单
12. 低能耗设计
TRIME-pico64/32表层土壤水分和温度传感器技术指标













TRIME-PICO64 TRIME-PICO32
测量范围 0-99%体积含水量
电导率范围 0-6dS/m 6-12dS/m 12-50dS/m
0-40%测量精度 ±1% ±2% 需要材料特殊标定
40-70%测量精度 ±2% ±3%
测量重复精度 ±0.2% ±0.3%
土壤温度测量范围 -15℃~+50℃(可定制其他温度量程)
土壤温度测量精度 ±0.2℃
温度漂移 ±0.3%
模拟输出接口 2个0~1V(4-20mA可选)
IMP232输出 通道1:0~99%体积含水量
通道2:-40~+70℃土壤温度
工作温度 -15℃~+50℃(可定制其他温度范围)
数据校准 标准校准用于大多数标准土壤类型,可存储最多15个用户自定义校正曲线
电缆长度 标配1.5m(其他长度可定制)
防水等级 IP68
供电 7-24V DC
耗电 待机1mA(只能用于B模式),空闲8mA,测量时100mA(持续2~3秒),用12V DC时
探头主体尺寸 155mm x Ф63mm 155mm x Ф32mm
测量体积 1.25L(160mm x Ф100mm) 0.25L(110mm x Ф50mm)
探针长度 标准160mm(暂不提供其他尺寸) 标准110mm(暂不提供其他尺寸)
探针直径 6.0mm 3.5mm
TRIME-T3P剖面土壤水分传感器技术指标

TRIME-T3P
测量范围 0-99%体积含水量
测量精度 ±2%
重复精度 ±2%
电导率测量范围 0-20dS/m
测量体积 1000mL
工作温度 -15℃~+50℃(可定制其他温度范围)
防水等级 IP67
供电 7-24V DC
耗电 测量时100mA(持续2~3秒),用12V DC时
尺寸 200xФ40mm
探管 1米-3米可选
外形 32mm一节,最长2米,可用户自定义长度
接口 IMP-BUS总线,RS485
缆线 1.5米至5米可选


系统示意图

产地:德国

应用快讯:《TRIME-PICO探头在土壤电导率与盐分含量换算中的应用》—可靠、实用的土壤电导率和盐分含量测量仪器,/22/23请来电垂询。

应用案例
时域反射仪(TDR) 作为目前较为*的土壤水分监测仪器,具有便利、快捷、准确的特性,并能连续、自动的定位监测土壤水分动态变化,已经广泛应用于国内外水分研究中。
河南省水文水资源局,2010年承担河南省防汛抗旱水文信息的采集传输处理,发布水情预报和地下水动态信息。利用TRIME-PICO 64便携式土壤水分测量系统,分配到各个监测站,负责河南省的水资源调查评价以及水量、水质监测工作,于指导抗旱工作。
成都泥石流观测研究站2009年利用TRIME-TDR土壤水分仪等,赴汶川县映秀镇监测土壤水分和气象等数据,以服务于地震灾区泥石流的研究和预警,配合灾后重建工作。
清华大学利用TRIM E-T3和WM 21 型负压计监测强烈灌溉条件下整个作物生长期西芹大棚土壤水分、土壤负压(基质势) 的动态变化。
兰州冰川冻土研究所、青藏高原综合观测研究站等利用该系列仪器进行水分研究;
寒旱所布设于黑河流域与天山1 号冰川附近的TRIME-TDR 传感器有20 多套, 与其它传感器同步收集水、热、温、湿、辐射、风等环境要素, 在黑河流域生态过程和水文过程研究中发挥着重要的作用。
因其系列产品便捷、精确、电路简单、能耗少、适合野外测量的特性,使其成为土壤水分长期定点观测的仪器。

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