TRS-I型 土壤水勢和溫度監(jiān)測儀使用說明

TRS-I型土壤水勢和溫度監(jiān)測儀，采用土壤水勢傳感器和溫度傳感器各一支用來測定多點土壤水勢和溫度的便攜式溫濕測定儀。它既保證了測定的精度，又降低了多點觀察的成本。適用于農(nóng)田和盆栽土壤的水分和溫度測定。

（一）土壤水勢測定：

圖1  水勢與溫度監(jiān)測儀工作狀態(tài)示意圖

    如圖1所示多個水勢探頭埋設(shè)于田間，只要將測筒頂部注射針穿刺水勢探頭上部的橡皮塞，則水勢探頭內(nèi)水勢值將在顯示器上被讀出。測筒內(nèi)裝有一只壓力傳感器，其一端與注射針相連。另一端經(jīng)電纜與顯示器相連。顯示器內(nèi)電路一方面對傳感器供電，又將傳感器的輸出訊號放大，并經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換而數(shù)字化，顯示在顯示屏上。一臺顯示器可完成上百個水勢探頭的測數(shù)任務(wù)，明顯節(jié)省了成本。

液晶顯示數(shù)值為0～100KPa。精度為±1KPa。顯示屏數(shù)顯的單位為千帕斯卡（KPa）。

（二）溫度測定：

采用白金電阻溫度傳感器，傳感器裝于探頭頂部。傳感器內(nèi)極細白金絲的電阻隨溫度變化而呈線性變化。這種變化由顯示器內(nèi)阻抗探測器所感知，并經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換顯示在顯示屏上。

（一）土壤水勢測定：

1、使用前水勢探頭（陶瓷頭）應(yīng)在水中浸泡3個小時以上。

2、在水勢探頭塑料管內(nèi)注滿冷開水，塞緊橡皮塞。在選好的埋設(shè)點用土鉆打孔至預(yù)定深度。往洞底倒入約5毫升泥漿，把水勢探頭插入洞中。將塑桿周圍土壤搗實。水勢探頭埋設(shè)深度自陶瓷管中部至土面的距離計算。

3、顯示器的準備：

將顯示器頂部選擇開關(guān)推向水勢傳感器插座方向。

將傳感器電纜插頭插入顯示器插座處，打開電源開關(guān)。這時顯示屏顯示為“0”，若不是“0”，應(yīng)擰動調(diào)零電位器使其為“0”（調(diào)零方法詳見三、顯示器的調(diào)整）。

4、水勢探頭埋入濕潤土壤1小時，干燥土壤數(shù)小時后，即可進行土壤水勢測定。測定時只要打開顯示器電源將測筒上注射針逐一刺入各水勢探頭橡皮塞，即可從顯示屏上讀取各測點水勢數(shù)據(jù)。讀數(shù)應(yīng)在溫度變化較小的上午進行。

5、測試完畢關(guān)閉電源。

6、計算：

土壤水勢(KPa)＝水勢讀數(shù)-探頭水柱高(cm)/10.2

公式中：10.2是厘米水柱高轉(zhuǎn)換為千帕斯卡(KPa)的轉(zhuǎn)換系數(shù)。

        探頭水柱高是從橡皮塞下緣到陶瓷頭中心高度。

（二）溫度測定

     將顯示器頂部選擇開關(guān)推向溫度傳感器插座方向。打開顯示器電源開關(guān)。

     將溫度傳感器頂端插入需水測溫的位置，2分鐘后即可讀數(shù)。若土壤堅硬，可用鐵棒幫助打孔至需要測定的位置。將傳感器推入即可。

 

    （一）土壤水勢傳感器的標定：

儀器的零位調(diào)整

1、出廠前對顯示器已進行過標定，因此，不能擰動調(diào)滿度的螺絲。將傳感器測筒的電纜插頭插入顯示器插座后，打開電源開關(guān)，顯示屏上應(yīng)顯示為0。若不是0，應(yīng)通過調(diào)零旋鈕校準零點。顯示器面板下方二個旋鈕為調(diào)零旋鈕。若顯示器顯示為負值，先順時針擰左面電位器到頭（底），再反時針擰右面電位器使顯示屏數(shù)字為零。若顯示為正值，先順時針擰右面電位器到頭（底），再反時針擰左面電位器，使顯示屏上數(shù)字為零。

配合調(diào)正二個零位電位器，其原則是：其中有一個電位器必須順時針擰到頭。

2、儀器的標定：

出廠時儀器已經(jīng)過標定。使用時只要進行上述零位調(diào)整即可。

只有在更換傳感器或滿度電位器被擰動時（平時可用膠紙封住調(diào)滿度電位器的口，以免隨意擰動）。就需進行儀器標定。

滿度標定時以水銀壓力表做標準壓力計（如圖2所示）。若此時的兩水銀柱的高差為70厘米，其水勢為：

          S＝(70×13.6)÷10.2＝93.3KPa

通過調(diào)滿度電位器使熒屏顯示為93.3KPa。

將注射針從橡皮塞中拔出，通過調(diào)零位電位器（按前面講過的方法）將熒屏上數(shù)字調(diào)為零。

再將注射針刺入橡皮塞，再一次調(diào)正滿度數(shù)字。然后，再一次拔出注射針調(diào)節(jié)零位。經(jīng)兩次反復(fù)調(diào)節(jié)，儀器的標定即告完成。

 

 

圖2  水勢傳感器標定示意圖

 

（二）溫度傳感器的標定：

    本溫度傳感器是白金電阻式傳感器。其0℃時的電阻是1000歐姆。50℃時的電阻為1194歐姆。對溫度傳感器的標定約半年進行一次。

進行步驟：

1、打開顯示器背蓋。

2、從溫度傳感器接入插座處引出兩條接線。接上電阻箱接線柱。

3、將電阻箱電阻調(diào)到1000+A歐姆處。A為溫度傳感器電纜電阻。若電纜單線電阻為0.14歐姆。電纜長為2米。則A=0.14歐／米＊２米＊２＝0.56歐姆（傳感器為雙線，所以實際線長4米）。

4、請看示意圖。以打開的顯示器北面可以看到其右上方有2K和10K兩個藍色可調(diào)電位器。他們分別是0℃和50℃時可調(diào)電位器。

一面注視反面顯示屏數(shù)字，一面用小起子調(diào)節(jié)2K電位器，使顯示屏顯示為0。

5、將電阻箱電阻調(diào)到1194+A歐姆處。調(diào)節(jié)10K電位器，使顯示屏書顯示為50。

6、反復(fù)調(diào)電阻至1000+A和1194+A歐姆處。使顯示屏分別為0和50，直至不變。標定即告完成。

如果沒有電阻箱也可用線繞標準電阻進行。按電阻實際值標得溫度數(shù)進行標定。因為該傳感器的電阻與溫度關(guān)系是非常近乎線性關(guān)系的。

                                  溫度傳感器標定示意圖

 

儀器應(yīng)維持一定的電壓，當電壓低于工作電壓時，熒屏上顯示Lo BAT字樣，此時即應(yīng)充電，否則將影響讀數(shù)精度。

儀器電源配用NI-Cd8.4V鎳鎘充電電池，并配有專門充電器，充電時土壤水勢監(jiān)測器不能工作。充電時先把充電插頭插上，再把充電器插上220V交流電源插座。應(yīng)當在充電器紅色燈轉(zhuǎn)為綠色燈發(fā)亮后再充6-10小時，或用電壓表在充電時測量電池電壓，應(yīng)當達到9.8V。

為節(jié)約用電，儀器有自動關(guān)閉電源供電功能（約15分鐘），自動關(guān)閉電源后，再使用時，應(yīng)當先關(guān)閉電源開關(guān)后，再開電源開關(guān)。

    水勢測定精度±2Kpa。讀數(shù)響應(yīng)時間不大于2秒。

    溫度測定精度±0.5℃。讀數(shù)響應(yīng)時間不大于2秒。

    工作電源：9VDC。

1、水勢探頭的加水頻度：

    埋設(shè)于田間的水勢探頭其儀器內(nèi)的氣泡會逐漸增加。其增加速度與土壤干燥度有關(guān)。為保持儀器的靈敏度，應(yīng)定期打開橡皮塞往管內(nèi)注滿水。每次加水的時間間隔，可根據(jù)測定的土壤水勢值來判斷：

    當測得土壤水勢為0～20KPa范圍時，約12天加一次水。

    當測得土壤水勢為20～50KPa范圍時，約7天加一次水。

    當測得土壤水勢為>50KPa范圍時，約5天加一次水。

    每次加水在當天取得讀數(shù)后進行。

    2、橡皮塞的更換：

    水勢探頭的橡皮塞應(yīng)塞緊。皮塞由氯丁橡膠制成，不易老化，彈性好。針刺后的皮塞不會漏氣。長期使用若發(fā)生漏氣現(xiàn)象時，可更換橡皮塞。每支水勢探頭配有3只皮塞。

    3、注射針的更換：

    若發(fā)生注射針折斷現(xiàn)象，應(yīng)更換新的。