PF监测系统使用手册

PF监测系统使用手册

目录：

第一章：仪器介绍... 3

1.1：仪器用途... 3

第二章：仪器组成... 3

第三章：仪器原理... 3

3.1：仪器原理... 3

第四章：传感器介绍... 5

第五章：仪器特点... 5

第六章：组装仪器... 5

第七章：软件操作... 6

连接设置... 6

建立连接... 7

采集器基本设置... 7

下载数据... 8

设置地址... 8

第八章：仪器使用注意事项，维护说明... 9

第一章：仪器介绍

1.1：仪器用途

土壤PF监测系统，通过长期监测土壤PF及温度能够准确的反应土壤情况。在研究土壤水分的运动，植物的抗旱生理，自动控制节水灌溉，土壤湿度监测等方面有十分重要的意义。

第二章：仪器组成

Ÿ   防护机箱及安装套件；

Ÿ   不锈钢三角支架；

Ÿ   1000型数据采集器；

Ÿ   PF传感器；

Ÿ   太阳能供电套件；

Ÿ   免维可充电电池及套件。

第三章：仪器原理

3.1：仪器原理

PF传感器测量的是土壤的基质势，即土壤的张力。土壤水分含量与土壤的水势是具有一定关系的，如图所示,三种不同土壤的土壤水分与水势之间的关系：

我们习惯将水势的单位定义为帕斯卡级别的单位，PF并非绝对的水势单位值，水势个单位的换算关系如下：（PF是将水势的百帕值的绝对值取LOG以10为底的对数）

传统的张力计不能测量非常干燥的土壤的水势，是因为张力计等是以水分作为媒介来测量土壤的水势，然而当水势在850HP的时候即使是低温水分也会蒸发，因而850hp以上的水势，传统张力计是无法进行水势测量的，PF传感器克服了此项难题，采用热容量测量原理，即使是高于850hp仍旧能够准确的进行水势测量。PF传感器采用的是水势的绝对值进行计量的。

几个土壤学的常用水分概念：

土壤饱和含水量（saturated
moisture）是指土壤颗粒间所有孔隙都充满水时的含水量，亦称持水度。在沙质土壤中，饱和含水量在25～60%范围内。有机土如泥炭土或腐泥土的饱和含水量可达100%。

田间持水量（field
moisture capacity），指在地下水较深和排水良好的土地上充分灌水或降水后，允许水分充分下渗，并防止蒸发，经过一定时间，土壤剖面所能维持的较稳定的土壤水含量（土水势或土壤水吸力达到一定数值）。达到田间持水量时的土水势为-50～-350毫巴，大多集中于-100～-300毫巴间。

永久萎蔫系数植物发生永久萎蔫时，土壤中尚存留的水分含量（以土壤干重的百分率计）。它用来表明植物可利用土壤水的下线，土壤含水量低于此值，植物将枯萎死亡。

第四章：传感器介绍

传感器主体是由多孔陶瓷材料制成的一个平衡体。平衡体及主电路部分封装在一个80毫米长的不锈钢外壳上。在不锈钢外壳的顶部，有一个套管，消除应变干扰。测量时，陶瓷体首先跟外界土壤进行平衡，之后陶瓷体中的热敏原件开始工作，并通过电子部分计算土壤的热容量，水分越高，热容量相应的也越高，进而计算出土壤的PF值。PF传感器在出厂时进行了精确的校准，水势范围可以精确到0~7PF。传感器是有热容量的原理进行测量的，因而不受盐碱地的影响，很适应我国北方的大部分土壤类型的研究。

第五章：仪器特点

1. 安装简单平衡时间短

2.
热容量测量原理，涵盖土壤范围广

3. 测量范围广，PF范围可达到0~7

4. SDI-12数据传输，集成性高。

第六章：组装仪器

1.安装三角支架，并将防护机箱固定在支架上，传感器按照要求的接线方式连接到数采上，接好太阳能供电部分和电池供电部分。详细操作步骤请详询我公司。

2.传感器安装步骤：

1）注意与陶瓷头的pF的传感器的，它是脆弱的。

2）在安装到土壤之前，陶瓷头浸泡在水中约一分钟。

3）一旦陶瓷头泡水，始终保持尖端朝下。如果传感器被倒持，水可能会进入通风排气管。

4）用小刀或镘刀相同的大小和形状的工具在安装传感器的地方或在侧壁上做出一个土槽。

5）小心地将传感器安装在槽内，切勿大力挤压。传感器陶瓷头要斜45度向下或垂直向下安装。

6）供电后设置每个传感器的地址，进行数据测试。

7）电缆不可以打死弯注意保护。

8）小心地回填土的孔，包装周围的土壤暴露在传感器的插槽中。

9）安装传感器需要至少大于3.9英寸（10厘米）的深度。表面附近的温度波动可能会影响读数。

第七章：软件操作

连接设置

第一次运行软件时需针对采集器进行通信设置，过程如下：

点击

图标选择添加采集器向导，在下面的串口中选择对应的采集器型号。

然后点击“Next”进入下一步设置。

在此选择电脑与采集器连接的类型，默认选择“Direct
Connect”

接下来通过下拉菜单选择通信端口，如上图。最后点击“Finish”

建立连接

点击

图标尝试连接采集器，如提示错误信息请检查如下情况

1，  确认采集器供电正常。

2，  确认选择的通信端口正常。

3，  确认通信端口的波特率为11500

采集器基本设置

采集器的基本设置包含时钟及采集器所运行的程序，设置界面相当的简单，在主界面的右侧显示如右侧图片。

Clocks                时钟设置区

Datalogger       当前采集器的时钟

PC                       当前电脑的时钟

通过点击“Set
Clock”可以将采集器的时钟与电脑的时钟同步。

Datalogger
Program       程序设置区

Currect Program               当前采集器运行的程序

Send Program                    发送新的程序

Retrieve Program             下载采集器当前运行的程序。

下载数据

点击“Collect
Data”选项卡，进入下载数据界面。如下图：

首先我们要选择一个需要下载“Table”，如上图选择“OneMin”，然后选择下载的方式“New data
from datalogger”，最后点击“Collect”即可将数据下载到电脑中。

我们也可以修改下载文件的数据格式，操作方式如下

首选选择需要下载的“Table”，然后点击“Change Table Output File”既选择文件存储的类型。确定后重新下载数据即可。

设置地址

连接一个传感器，点击DATALOGGER菜单下的

选项

进入到SDI-12命令窗口，输入“？！“回车后返回当前地址，输入“0Aa!”回车进行传感器地址更改，拆除该传感器，连接第二传感器依次进行设置。

第八章：仪器使用注意事项，维护说明

1、  数采内部存储数据量很大，可长期监测，但是我们仍建议您定期下载数据，因为我们无法避免各种意外情况的发生，为避免您的损失请定期下载数据，并检查系统的运行情况。

2、  系统使用免维的可充电电池，在您未使用系统的情况下请定期给电池充电，避免电池无法充电。

3、  太阳能板是时刻工作着的，再未使用系统之前请将红线用绝缘胶带缠好。

4、  传感器未使用前请不要沾水，以免水回流到通风口堵塞管路。

5、  传感器的陶瓷头是很脆弱的，小心轻松，安装时切勿大力挤压。

6、  传感器安装在地下至少10cm，以减少地表和空气中温度的影响。

7、  传感器的地址必须是唯一的，否则数据会冲突，使用前请仔细检查每个传感器的地址。