TDR100時域反射土壤水分站.doc

TDR100土壤水分測量系統(tǒng)時域反射計水分分析系統(tǒng)TimeDomainReflectometry一、概述時域反射計（TDR）廣泛用于測量土壤體積含水量、體積電導(dǎo)率和巖體變形。TDR測量沒有破壞性，并能提供很好的精確度和準確度。TDR系統(tǒng)的主要組件是CSI數(shù)據(jù)采集器、TDR100反射計、SDMX50系列同軸多路器、連接電纜和TDR探頭。TDR100由Windows軟件PCTDR控制，或在CR10X或CR23X數(shù)采中使用TDR100指令控制。通常情況是，系統(tǒng)由用戶提供的深充電池供電，使用20W的太陽能電池板充電?？赡馨惭b交流電源的地方是CR10X使用的PS12LA密閉可充電池或CR23X的可充電池。二、系統(tǒng)構(gòu)成lTDR100反射計lSDMX50系列擴展板lTDR外殼l土壤水分測量探頭l巖體變形測量三、系統(tǒng)介紹TDR100時域反射計緊湊的低價格反射計，遠程使用設(shè)計檢測土壤和其它多孔隙介質(zhì)的體積含水量可用于巖體變形測量當(dāng)與SDM50系列同軸多路器通訊時使用Campbell公司的SDM通訊協(xié)議CR10X和CR23X數(shù)采數(shù)采使用119號指令控制TDR100由以下軟件支持英文資料。PCTDRWindows軟件與TDR100一起當(dāng)系統(tǒng)設(shè)置和處理故障時顯示波形顯示體積含水量和電導(dǎo)率切換SDMX50通道采集波形和派生數(shù)據(jù)文件進行電導(dǎo)率測量時需檢測探頭常數(shù)值SDMX50系列擴展板SDMX50系列擴展板是八通道同軸切換設(shè)備，用在TDR系統(tǒng)中。三個層級的切換允許多達512個土壤體積含水量或巖體變形電纜連接到一個TDR100。在自動測量中擴展板由一個CR10X或CR23X數(shù)采控制。當(dāng)使用PCTDR時或連接到一臺PC機時，擴展板可由TDR100控制。有三個擴展板可選：SDMX50，SDMX50LP和SDMX50SP。這幾種都提供可靠和可編程的通道選擇，但在一定安裝方法范圍內(nèi)打包不同，也允許一定的靈活性。SDMX50包括帶安裝后板的8通道多路器帶固定硬件的10x12野外機箱后板打孔以減小傳感器電纜應(yīng)變機箱附件（綁扎帶、干燥包、濕度指示試紙和管道密封膠泥）SDMX50LP包括8通道同軸擴展板，用用戶提供的部件固定到后板綁扎帶，固定傳感器電纜到機箱后板SDMX50XP包括8通道同軸多路器，帶1空間的小固定底座減小電纜應(yīng)變的支架，使用在標準的CSI機箱中或用戶提供的野外機箱中，綁扎帶，固定傳感器電纜到支架。注意：在SDMX50系列擴展板中減小同軸電纜的應(yīng)變是很重要的。電纜自重或張力可能損壞擴展板，導(dǎo)致通訊的斷續(xù)或致命的終斷等嚴重后果。TDR機箱ENCTDR10016x18機箱白色，玻璃纖維加固聚酯保護TDR系統(tǒng)組件免除天氣、高濕度和灰塵的影響包括2條SDM電纜、1條同軸纜、接地線和機箱附件TDR探頭CS6053針設(shè)計針長30cm，直徑0.48cm，針外部間距4.5cmRG58電纜，用戶要求長度建議電纜最大長度為15m在起伏不平環(huán)境中允許使用尖銳的大直徑針和大環(huán)氧頭CS6103針設(shè)計針長30cm，直徑0.48cm，針外部間距4.5cm低衰減RG8電纜，用戶要求長度建議最大電纜長度為25m，在某些應(yīng)用中更長電纜可提供好的結(jié)果在起伏不平環(huán)境中允許使用尖銳的大直徑針和大環(huán)氧頭當(dāng)電纜長于15m時建議使用CS610巖體變形測量時域反射計可用于檢測巖體內(nèi)的變形。該系統(tǒng)通常用于顯示與滑坡、采礦以及建筑活動相聯(lián)系的變形。一定長度的同軸電纜，埋入所鉆的孔內(nèi)，作為系統(tǒng)的傳感器。電子脈沖沿同軸纜向下發(fā)送，反射脈沖與同軸纜的變形相關(guān)，或與重建的參考點（褶皺）相關(guān)。結(jié)果蹤跡中偏移區(qū)反映了沿電纜的拉張或剪切帶。TDR最初用作定位同軸傳輸電纜中破裂的系統(tǒng)。由電纜測試儀或反射計發(fā)出電子脈沖沿附屬同軸電纜傳輸（Moffit，1964）。沿電纜傳輸不連續(xù)會導(dǎo)致部分或全部信號反射。測量傳播消逝時間和反射信號強度；傳播時間指示不連續(xù)距離（+-2%）；反射信號強度與電纜變形程度有關(guān)（Oonnor和Dowding，1984）。Panek和Tesch（1981），Oonnor和Dowding（1984）應(yīng)用TDR測量巖體變形。同軸電纜置于鉆孔內(nèi)，埋入地中。在所測量的沿電纜間隔位置的褶皺，反射部分傳輸信號，在確定變形帶與深度的相互關(guān)系方面提供了一種更精確的尺度（Dowding、Su和Oonnor，1989）。褶皺表現(xiàn)為沿波形蹤跡的負極性情況。波形偏移指示了變形帶；偏移極性指示一個帶是否在經(jīng)歷拉張或剪切變形。公司的TDR系統(tǒng)已經(jīng)優(yōu)化，可遠程使用。一個CR10X或CR23X數(shù)采與一個TDR100反射計一起安裝在抗天氣干擾機箱內(nèi)。數(shù)采使用119號指令控制電纜測試儀的工作；只在測量時才供電。這顯著減小了電源需求。數(shù)采數(shù)字化存儲電纜測試系列的波形數(shù)據(jù)，因而允許系統(tǒng)在無人值勤模式下工作。通過通訊采集數(shù)據(jù)。還可以通過通訊給數(shù)采編程，使徹底檢測目標帶成為可能。多路器由數(shù)采控制，允許最多測試512個電纜。因為某些特定安裝情況下需要特定的電纜，也由于與運輸大長度同軸電纜有關(guān)的運輸費用以及后勤工作難題，Campbell公司建議用戶從當(dāng)?shù)氐碾娮釉O(shè)備供貨商購買合適的同軸電纜。CampbellTDR土壤水分測量系統(tǒng)采用時域反射原理（TimeDomainReflectometry，TDR）對土壤水分進行測量。一套完整的TDR系統(tǒng)包括Campbell數(shù)據(jù)采集器、TDR100時域反射計、TDR系列探頭、SDMX50系列多路連接器、PCTDR軟件以及相應(yīng)的供電、通訊等模塊組成。系統(tǒng)由CR800、CR850、CR1000或CR3000數(shù)據(jù)采集器進行控制，并通過其連接的數(shù)據(jù)通訊模塊進行數(shù)據(jù)傳輸。TDR100時域反射計是CampbellTDR系統(tǒng)的核心，通過發(fā)送高頻調(diào)制的脈沖波，脈沖信號沿著導(dǎo)線在土壤中傳播，到達探針末端后反射回來，電磁波在介質(zhì)中的傳播速度與介電常數(shù)的平方根成反比，TDR100的處理器可以很輕易的、快速地把傳播的時間和脈沖轉(zhuǎn)換成振幅信息，通過這些信息就可以反應(yīng)出土壤的體積含水量、體積電導(dǎo)率、巖體變形或者用戶特殊需要的時域測量。通過加裝一定數(shù)量的SDMX50系列多路連接器，一個Campbell數(shù)據(jù)采集器可最多同時連接并控制16個TDR100時域反射計，從而實現(xiàn)大范圍的組網(wǎng)測量。該TDR系統(tǒng)包括多種類型的土壤探頭，如CS605、CS610、CS630、CS635、CS640和CS645等，您可根據(jù)測量深度、土壤類型等的不同需要選擇不同類型的探頭。一套TDR系統(tǒng)可最多連接512個TDR土壤水分探頭。PCTDR軟件能夠提供系統(tǒng)控制、對監(jiān)測數(shù)據(jù)的處理和故障診斷等功能，讓您的工作變得更加輕松。TDR系統(tǒng)具有多種供電方式，能夠依靠可充電電池、交流電或太陽能電池板長期穩(wěn)定工作。同時，它能夠利用有線或無線方式進行遠距離數(shù)據(jù)傳輸。CampbellTDR土壤水分測量系統(tǒng)性能出眾、操作簡便、環(huán)境適應(yīng)性強，是您進行土壤水分、巖體變形監(jiān)測、農(nóng)作物研究、采礦業(yè)等應(yīng)用的理想選擇。主要技術(shù)參數(shù)：CR1000數(shù)據(jù)采集器TDR100時域反射計脈沖輸出信號：250mv，50ohm輸出阻抗：50ohm1脈沖周期：14毫秒波形采樣：在給定時間內(nèi)生成20至2048個波形波形均值：1128能耗：靜止狀態(tài)，2mA；休眠狀態(tài)，20mA；工作狀態(tài)，270mA；供電：9.6VDC16VDC工作溫度：-4055尺寸：21cm11cm5.5cm重量：700gSDMX50系列多路連接器供電：12VDC能耗：靜止狀態(tài)，1mA；工作狀態(tài)，90mA時域反射計（TDR）廣泛用于測量土壤體積含水量、體積電導(dǎo)率和巖體變形。TDR系統(tǒng)的主要組件是CSI數(shù)據(jù)采集器、TDR100反射計、SDMX50系列同軸多路器、連接電纜和TDR探頭。TDR100由Windows軟件PCTDR控制，或在CR1000或CR3000數(shù)采中使用TDR100指令控制。巖體變形測量該系統(tǒng)通常用于顯示與滑坡、采礦以及建筑活動相聯(lián)系的變形。一定長度的同軸電纜，埋入所鉆的孔內(nèi)，作為系統(tǒng)的傳感器。電子脈沖沿同軸纜向下發(fā)送，反射脈沖與同軸纜的變形相關(guān)，或與重建的參考點（褶皺）相關(guān)。結(jié)果蹤跡中偏移區(qū)反映了沿電纜的拉張或剪切帶。Panek和Tesch（1981），Oonnor和Dowding（1984）應(yīng)用TDR測量巖體變形。同軸電纜置于鉆孔內(nèi)，埋入地中。在所測量的沿電纜間隔位置的褶皺，反射部分傳輸信號，在確定變形帶與深度的相互關(guān)系方面提供了一種更精確的尺度（Dowding、Su和Oonnor，1989）。褶皺表現(xiàn)為沿波形蹤跡的負極性情況。波形偏移指示了變形帶；偏移極性指示一個帶是否在經(jīng)歷拉張或剪切變形。PCTDRWindows軟件與TDR100一起當(dāng)系統(tǒng)設(shè)置和處理故障時顯示波形顯示體積含水量和電導(dǎo)率切換SDMX50通道采集波形和派生數(shù)據(jù)文件進行電導(dǎo)率測量時需檢測探頭常數(shù)值超過100%還是有問題。先在空氣中讀書，應(yīng)該是0左右。再校正儀器，要在純水中將讀書校正到100%，然后測量。土壤水分測試儀TDR-100簡介TDR(時域反射計）可以測量土壤剖面的容積含水率。該方法被證實是一款快速、可靠和方便的土壤測量方法。兩個電極插入到土壤中，發(fā)射出電磁波。反射波速度與土壤水含量正相關(guān)。便攜式TDR可以測量不同土層水含量。LCD界面提供兩種模式：容積水含量模式和相對水含量模式（灌溉管理）。干/濕容積水含量設(shè)置可以測試儀編程，可達5種不同地點或土壤類型。已經(jīng)出廠設(shè)置5種礦物土壤默認值（以永久萎蔫點和田間持水量作為設(shè)置點）。TDR100有兩種模式:TDR100是一款手持型儀器，顯示屏通過1.5m電纜與精密土壤水傳感器相連?？蓮V泛用于野外，溫室或?qū)嶒炇?。該款儀器無數(shù)據(jù)測試儀或地理參照功能。技術(shù)參數(shù)測量單元:容積水含量%精度:3.0%容積水含量（電導(dǎo)率2mS/cm）量程:0%飽和（飽和典型是在50%水含量）分辨率:1%探針:長度:7.5cm,12cm,20cm直徑:0.5cm間隙:3.3cm電源:4AAA堿電池；壽命12個月TDR100是一款便攜性非常好的土壤水分速測儀，可通過選配不同長度的測量探針來測量不同深度的土壤體積含水量，探針有3.8厘米、7.5厘米、12厘米和20厘米四種可選。TDR100土壤水分測量系統(tǒng)采用TDR原理測量土壤及其它多孔介質(zhì)的水分含量，還可用于巖體變形的測量一套TDR100水分測量系統(tǒng)可測多達512點的土壤水分含量?？赏ㄟ^有線或無線方式進行遠距離數(shù)據(jù)傳輸。通過PCTDR軟件便可實現(xiàn)控制系統(tǒng)、處理數(shù)據(jù)和診斷故障等功能。TDR100土壤水分測量系統(tǒng)采用TDR原理測量土壤及其它多孔介質(zhì)的水分含量，還可用于巖體變形的測量。一套TDR100水分測量系統(tǒng)可測多達512點的土壤水分含量?？赏ㄟ^有線或無線方式進行遠距離數(shù)據(jù)傳輸。通過PCTDR軟件便可實現(xiàn)控制系統(tǒng)、處理數(shù)據(jù)和診斷故障等功能。適用領(lǐng)域：土壤水分研究、農(nóng)作物研究、巖體變形監(jiān)測、采礦業(yè)等。TDR100系統(tǒng)組成：數(shù)據(jù)采集器、TDR100時域反射計、TDR土壤水分傳感器、SDMX50系列多路連接器、PCTDR軟件以及相應(yīng)的供電、通訊等模塊。適用的數(shù)據(jù)采集器有：CR800、CR850、CR1000和CR3000。通過加裝一定數(shù)量的SDMX50系列多路連接器，一個Campbell數(shù)據(jù)采集器可最多同時連接并控制16個TDR100時域反射計，從而實現(xiàn)大范圍的組網(wǎng)測量。該TDR系統(tǒng)包括多種類型的土壤水分傳感器，如CS605、CS610、CS630、CS63