自动土壤水分传感器实验室校准方法探讨
2021-04-06韩玉婷第五朋朋雷晓妹
气象水文海洋仪器 2021年1期
韩玉婷,第五朋朋,雷晓妹
(甘肃省气象信息与技术装备保障中心,兰州730020)
0 引言
土壤水分是植物吸收水分的主要来源(水培植物除外),土壤水分含量的状态和变化,是植物生长状况好坏的主要决定因素。对土壤水分含量的测定是保障农业生产的重要手段,同时还是科学决策和防范山体滑坡的重要参考依据[1,2]。目前全国已经布点1500多套自动土壤水分观测设备,按照《自动土壤水分观测规范(试行)》[3]的要求为国家的许多项目提供土壤水分数据支持。土壤水分传感器主要用来自动测量土壤含水量,因此,为保证测量数据的准确性,需要定期对传感器进行校准。目前主要采用的传感器为FDR自动土壤水分观测仪,其没有明确的实验室校准方法,为了使其规范并满足社会需求,需制定自动土壤水分传感器校准规范。文章通过对标准值获得方法的实验和自动土壤水分观测仪各项性能指标的实验,总结出科学合理的校准方法,为规范的起草提供依据。
1 自动土壤水分观测仪的观测原理
FDR型自动土壤水分传感器是基于频域反射(Frequency Domain Reflection)原理,根据传感器发出的电磁波在不同介电系数物质中的频率变化,计算出被测土壤的体积含水量。1对电极(平行排列的金属棒或圆形金属环)组成1个电容,电容与振荡器组成1个调谐电路,用100 MHz正弦曲线信号扫描土壤,电容量的变化与两极间被测介质(土壤)的介电常数成正比[4]。因水的介电常数比一般介质的介电常数大,所以当土壤中的水分增加时,其介电常数相应增大。……
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