土壤张力传感器(土壤水势传感器)是一种用于监测土壤水分张力的仪器,通过测量土壤水势(单位千帕)反映水分渗透能力及植物吸水难度,与土壤湿度呈负相关,是现代农业精准灌溉和土壤环境监测的关键工具。
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一、工作原理
土壤张力传感器基于土壤张力计电阻应变原理或负压平衡原理设计,通过测量土壤颗粒对水分的吸附力(即土壤水势)来反映土壤湿度状态。其核心部件为多孔陶瓷头(或介电薄膜),与土壤接触后,土壤水分通过陶瓷头渗透,形成与土壤吸力平衡的负压。传感器将这一负压转换为电信号(如4-20mA、RS485等),输出土壤水势值,量程通常为-100kPa至0(部分型号可达0~200kPa),精度可达±0.5kPa。
二、产品特点
1.防护等级:IP67
2.整机结构:产品采用底端监测结构,将设备底端插入土壤中需要监测的深度,具体插深可根据现场要求定制。
3.设备尺寸:插深长度60cm,可追加15CM的整数倍,最多可加到120cm。
4.最大功耗:0.8W(24V DC供电)
5.设备材质:透明PVC塑料管,可清晰地看出设备中剩余水量的多少,方便加水。
6.通信接口:RS485。
7.供电方式:5-30vdc宽压供电。
8.工作环境:0℃~+60℃。
9.默认精度:±0.5kpa(25℃)。
10.范围:-100kpa~0kpa
11.分辨率:0.1kpa
三、应用场景
1. 农业灌溉:实时监测土壤水分状况,指导科学灌溉,提高水资源利用效率。
2. 林业水肥管理:监测土壤水分和养分状况,指导科学施肥,促进森林健康生长。
3. 水利工程建设:监测土壤渗透性和稳定性,为水利工程设计和施工提供数据支持。
4. 土壤科学研究:用于干旱地区、冻土、路基等特殊领域土壤水的研究。
四、 安装方法
1. 选择合适位置:安装在土壤水分变化较大的区域,如作物根系密集区域。
2. 准备安装孔:使用土钻钻孔,孔的深度应与传感器的测量深度一致。
3. 安装传感器:将传感器放入孔中,并用泥土填实。
4. 连接电缆:将传感器的电缆连接到数据采集器或显示仪。
五、使用注意事项
1. 安装位置
选择在作物播种后安装,选择地势平坦、长势均衡的区域,避免灌溉死角。
综合灌溉条件下,优先选择获水较少区域;局部灌溉条件下,选择湿润区域内作为监测点。
2. 陶土头排气与维护
安装前需用凉开水注满传感器,直立10-40分钟排气,重复2-3次以确保数据准确。
定期清理陶瓷头表面的污垢,防止堵塞影响测量精度。
3. 防冻与防护
在寒冷地区,冬季需将传感器移至室内或采取保温措施,避免冻裂。
避免传感器受到机械损伤或化学腐蚀,延长使用寿命。