凍土活動(dòng)層土壤水熱監(jiān)測(cè)系統(tǒng)SWHMS       凍土活動(dòng)層土壤水熱監(jiān)測(cè)系統(tǒng)SWHMS由數(shù)據(jù)記錄儀、土壤監(jiān)測(cè)傳感器、支架及安裝配件等組成。數(shù)據(jù)記錄儀的主要功能是測(cè)量、掃描、采集、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)等功能，可采集到土壤溫度、土壤水分、土壤電導(dǎo)率、土壤熱導(dǎo)率、土壤熱通量，土壤皮層溫度等，這些特征是用于活動(dòng)層監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究的主要監(jiān)測(cè)指標(biāo)。
 
【應(yīng)用領(lǐng)域】：
    凍土水分運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)
    氣象土壤監(jiān)測(cè)
    區(qū)域生態(tài)監(jiān)測(cè)
    植物生長及環(huán)境監(jiān)測(cè)
    荒漠化治理監(jiān)測(cè)
    農(nóng)業(yè)合理化灌溉
 
 
凍土活動(dòng)層土壤水熱監(jiān)測(cè)系統(tǒng)系統(tǒng)工作流程圖
【建設(shè)依據(jù)】
《凍土活動(dòng)層觀測(cè)規(guī)范》
《氣象儀器和觀測(cè)方法指南》
《土壤水動(dòng)力觀測(cè)規(guī)范》
《土壤微環(huán)境觀測(cè)規(guī)范》
《土壤觀測(cè)規(guī)范》

凍土活動(dòng)層土壤水熱監(jiān)測(cè)系統(tǒng)SWHMS

凍土活動(dòng)層土壤水熱監(jiān)測(cè)系統(tǒng)傳感器
     HTP03溫濕壓傳感器是我公司研制低成體傳感器，溫度傳感器采用精密的PT1000，濕度采用精密的陶瓷測(cè)量元件，氣壓采用MEMS精密測(cè)量元件，傳感器一體化設(shè)計(jì)，沒有其它附件，廣泛應(yīng)用于氣象、農(nóng)業(yè)、生態(tài)和科研領(lǐng)域。
技術(shù)指標(biāo)：
溫度量程：-40~+85℃
      分辨率：0.01℃
      ：±0.1℃（-30-70℃時(shí)）
相對(duì)濕度量程：0~100.00% RH
     分辨率：0.04% RH
     ：±1.8% (0~80%RH) ；
               ±3% (>80%RH)
氣壓量程：300~1100hpa
     分辨率：0.02hpa
     ：±1hpa
電源：6-17VDC
電流：<8mA@12VDC時(shí)
信號(hào)輸出：SDI-12
工作環(huán)境：-40~+85℃；0~95% RH
重量：320g (無線纜)
尺寸：Φ16mm* H 100mm
線纜長度：5m
 
     TDR315H土壤水分監(jiān)測(cè)系統(tǒng)專門為科研氣象監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)，針對(duì)科學(xué)研究量身定做了一系列標(biāo)準(zhǔn)的高品質(zhì)傳感器。因此，為了獲取到可靠的數(shù)據(jù)，傳感器和塔架本身必須做特殊處理，同時(shí)還要考慮設(shè)備免受雷電的沖擊。TDR315H土壤水分監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以監(jiān)測(cè)土壤水分、土壤溫度、土壤鹽分、土壤介電常數(shù)、土壤熱通量，可擴(kuò)展氣象監(jiān)測(cè)和土壤氧氣、土壤二氧化碳等指標(biāo)。傳感器部分
     TDR315H是美國Acclima公司在2019年5月7日推出的新產(chǎn)品，此產(chǎn)品代替了TDR315L，它是一個(gè)集成的時(shí)域反射計(jì)，結(jié)合了超快速的波形生成和數(shù)字化功能，以及精密的5ps皮秒分辨率時(shí)基和高度復(fù)雜的波形數(shù)字化及分析固件，提供土壤傳播波形的實(shí)時(shí)時(shí)域分析。它在TDR315L的基礎(chǔ)上改進(jìn)了響應(yīng)時(shí)間、產(chǎn)品功耗和鹽性土壤的穩(wěn)定性。
技術(shù)指標(biāo)：
土壤體積含水量：0～100％ VWC
分辨率：0.1％ VWC
重復(fù)性（RMS偏差）：0.07%
準(zhǔn)確度：±1％ (粗中介質(zhì))；±2.5％ (細(xì)紋理介質(zhì))
土壤溫度：-40～+60℃
分辨率：0.1℃
重復(fù)性（RMS偏差）：0.1%
準(zhǔn)確度：±0.25℃
介電常數(shù)范圍：1～80
分辨率：0.1
重復(fù)性（RMS偏差）：0.07
準(zhǔn)確度：±1％(粗中介質(zhì))；±2％(細(xì)紋理介質(zhì))
土壤體積電導(dǎo)率：0～5000μS/cm
孔隙水電導(dǎo)率：0~55000μS/cm
分辨率：1 μS/cm
重復(fù)性（RMS偏差）：3 μS/cm
準(zhǔn)確度：±25 μS/cm@0~1000μS/cm；±2.5%@1000~2000μS/cm；± 5%@2000~5000μS/cm
響應(yīng)時(shí)間：0.25秒
供電：3.5～15V DC
信號(hào)輸出：SDI-12
探針長度：15cm；
探針直徑：0.35cm
尺寸：21.15cm*5.3cm*1.9cm   
重量：440g(不含電纜)
 
     Soil -5MTE土壤水分溫度電導(dǎo)傳感器是北京博倫經(jīng)緯公司根據(jù)客戶需求設(shè)計(jì)研發(fā)的一款土壤水分測(cè)量探頭，傳感器采用震蕩頻率為100MHz。通過測(cè)定土壤的介電常數(shù)來確定含水量。三叉狀探針基部的熱敏電阻測(cè)定土溫，材質(zhì)為阻燃環(huán)氧樹脂和防腐電極，可以長期測(cè)量土壤中水分、溫度和電導(dǎo)，提供SDI12信號(hào)輸出，廣泛應(yīng)用于氣象、農(nóng)業(yè)、土壤、花奔和園藝等領(lǐng)域。
 
技術(shù)指標(biāo)：
介電常數(shù)范圍：1（空氣）~80（水）
分辨率：0.1
準(zhǔn)確度：±1%@1~40；其它±10%
土壤水分范圍：0~100  m3/m3或% VWC
分辨率：0.1% @0~60 m3/m3或% VWC
準(zhǔn)確度：±2.5%@0~60 m3/m3或% VWC
土壤溫度范圍：-40~ +60℃
分辨率：0.1℃
準(zhǔn)確度：±0.2℃@23℃；其它±0.5℃
土壤鹽分范圍：0-23ds/m； 0~ 23000us/cm
分辨率：0.1ds/m ；10us/cm
準(zhǔn)確度：±5%@< 7ds/m 其它±10%
電源：4.5~26V DC
電流：閑時(shí) 7mA , 典型 13mA
信號(hào)輸出：SDI12
防護(hù)等級(jí)：IP68
材質(zhì)：阻燃環(huán)氧樹脂和防腐電極
工作環(huán)境：-50℃~+80℃ ；0-99.99%RH
 
     土壤熱通量傳感器HFP01提供了一種測(cè)量熱通量的解決方法。特別設(shè)計(jì)用于墻內(nèi)和土內(nèi)使用。HFP01 一種是傳統(tǒng)的土壤熱性能測(cè)試儀，用于測(cè)量流過其附和的主體中的熱。HFP01中的實(shí)際探頭是一個(gè)熱電偶。 該熱電偶測(cè)量 HFP01塑料體上下的差溫。完全被動(dòng)工作，產(chǎn)生一微小的、與該差溫正比于的電壓輸出。假定熱通量是穩(wěn)定的，而塑料體的熱導(dǎo)率是常數(shù)，且其對(duì)熱流類型的影響可以忽略，則HFP01的信號(hào)與該地?zé)嵬砍烧取?br/>性能指標(biāo):
標(biāo)稱靈敏度：50μV/W/㎡
溫度范圍:-30℃～+70℃
傳感器熱阻:< 6.25 10-3 k㎡ /W
測(cè)量范圍:-2000～+2000W/㎡  
校準(zhǔn)樣本可追溯性:NPL, ISO 8302 / ASTM C177
:土壤:+5%/-15    建筑墻體:+5%/-5%
防護(hù)等級(jí)：IP67
工作環(huán)境：-30～+70℃
線纜長度：5m
 
     TP01是荷蘭Hukseflux公司生產(chǎn)用于長期監(jiān)測(cè)土壤熱導(dǎo)率傳感器。使用TP01進(jìn)行測(cè)量也可用于估算土壤熱擴(kuò)散率和體積熱容量，從而更好地了解土壤的動(dòng)態(tài)（可變熱通量）熱行為。TP01設(shè)計(jì)用于在一個(gè)測(cè)量位置長期使用。TP01應(yīng)用于氣象表面通量測(cè)量系統(tǒng)，改進(jìn)了土壤中熱傳遞和所謂儲(chǔ)存期的估算。
     TP01測(cè)量土壤熱導(dǎo)率。它專為長期現(xiàn)場(chǎng)操作而設(shè)計(jì)，埋在土壤中。其額定工作范圍為0.3至4 W /（m?K），涵蓋大多數(shù)無機(jī)土壤類型。TP01內(nèi)部的傳感器是由2個(gè)熱電堆組成的溫差傳感器。它測(cè)量加熱絲周圍的徑向溫差，具有很高的靈敏度。電熱絲和傳感器都裝在一個(gè)非常薄的塑料薄膜中。它可以直接連接到常用的數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)。
TP01的低熱質(zhì)量也使其適用于測(cè)量熱擴(kuò)散率。TP01應(yīng)該包含在用戶的測(cè)量和控制系統(tǒng)中。通常每6小時(shí)，TP01加熱器開啟以執(zhí)行測(cè)量。導(dǎo)熱系數(shù)λ，
TP01的測(cè)量功能為：λ= S·Q / U.
        在校準(zhǔn)參考條件下獲得的工廠確定的靈敏度S在其產(chǎn)品證書上提供有TP01。從逐步加熱的時(shí)間響應(yīng)估計(jì)熱擴(kuò)散率和體積熱容量。這些測(cè)量是可選的。體積熱容是土壤含水量的線性函數(shù)，TP01可用于監(jiān)測(cè)土壤含水量的變化趨勢(shì)。與許多其他土壤含水量傳感器相反，TP01對(duì)鹽的污染不敏感，并且測(cè)量仍然在導(dǎo)電鹽水或受精土壤中起作用。
技術(shù)參數(shù)：
測(cè)量：土壤熱導(dǎo)率
測(cè)量范圍（λ）：0.3~5 W/m.K
溫度依賴性： < 0.1 %/°C
時(shí)間常數(shù)：19s
年穩(wěn)定性：< 1 %/yr
可選測(cè)量變量：熱擴(kuò)散率和容積熱容
可選配合土壤趨勢(shì)監(jiān)測(cè)：土壤含水量
額定操作環(huán)境：土壤
工作溫度范圍：-30~+80 °C
傳感器箔表面尺寸（60 x 20）x 10^-3 m
傳感器厚度：0.15 x 10^-3 m
連接模塊尺寸（43 x 24 x 10）x 10^-3 m
熱電堆傳感器數(shù)量：40對(duì)
熱電堆傳感器電阻范圍：20~50Ω
加熱時(shí)間間隔：180 s（3min）
加熱功耗：1 ~2 VDC, < 0.4 A
日平均耗：電量：0.007 W
所需端口單元：2個(gè)差分電壓，1個(gè)SW電壓控制電壓
要求的不確定性（k = 2）：10 x 10^-6 V @ 10^-3 V；5 x 10^-3 V @ 2 V
標(biāo)準(zhǔn)電纜長度 ：5m
 
       ST-SDI12土壤溫度傳感器采用瑞士制造的高PT1000的測(cè)量元件，其殼體采用抗紫外線樹脂和玻璃纖維組成，提供-60~+120℃的寬量程測(cè)量范圍和較高的分辨率，廣泛應(yīng)用于氣象、農(nóng)業(yè)、土壤溫度和能量交換的測(cè)量。
技術(shù)指標(biāo)：
     測(cè)量范圍：-60~+120℃
     分辨率：0.001℃
     ：±0.1℃
     電源：6~16V DC
     電流：Max 10mA
     信號(hào)輸出：SDI-12
     工作環(huán)境：-60~+80℃
     材質(zhì)：紫外線樹脂和玻璃纖維
     重量：0.42kg含5m線纜

     SI-111-SS是高紅外溫度傳感器，具有電壓輸出。 該傳感器具有22°半角視野，響應(yīng)時(shí)間為0.6秒。  傳感器包括距頭部30 cm的IP68船用級(jí)不銹鋼電纜連接器，以簡(jiǎn)化傳感器的拆卸和更換，以進(jìn)行維護(hù)和重新校準(zhǔn)。熱電堆和熱敏電阻都輸出了我們大多數(shù)數(shù)據(jù)記錄儀可以測(cè)量的毫伏信號(hào)。 數(shù)據(jù)記錄器使用Stefan-Boltzman方程來校正傳感器體溫對(duì)目標(biāo)溫度的影響。 校正后的讀數(shù)在-10°至+ 65°C范圍內(nèi)的優(yōu)良為±0.2°C。
     典型應(yīng)用：用于植物水狀態(tài)估計(jì)的植物冠層溫度測(cè)量，確定結(jié)冰條件的路面溫度測(cè)量以及能量平衡研究中的地面（土壤，植被，水，雪）溫度測(cè)量。
 技術(shù)指標(biāo)
     測(cè)量范圍：-60~+110℃
     分辨率：0.01℃
     準(zhǔn)確性：±0.2°C（-10~+ 65°C）
                 ±0.5°C（-40~+ 70°C）
    均勻度：±0.1°C（-10~+ 65°C）
                 ±0.3°C（-40~+ 70°C） 
     重復(fù)性：±0.05°C（-10~+ 65°C）
                  ±0.1°C（-40~+ 70°C）
     輸入功率：2.5 V激勵(lì)（用于熱敏電阻）
    響應(yīng)時(shí)間：<6 s（目標(biāo)溫度變化）
    目標(biāo)溫度輸出信號(hào)與傳感器主體的每°C差異為60μV
    輸出信號(hào)：0~2500 mV
    波長范圍：8至14μm（對(duì)應(yīng)于大氣窗口）
    視場(chǎng)（FOV）：22°半角
    工作環(huán)境：溫度：-55~+ 80°C；濕度范圍：0~100.00％RH
    尺寸：直徑：2.3cm*長度：6cm
    重量：190克 含線纜：4.5米

CR1000X數(shù)據(jù)采集器是美國CSI公司集多年數(shù)據(jù)采集器應(yīng)用成果推出的一款產(chǎn)品，它能夠?yàn)楦鞣N應(yīng)用場(chǎng)景提供穩(wěn)定的數(shù)據(jù)測(cè)量與系統(tǒng)控制服務(wù)。其優(yōu)異的可靠性和環(huán)境適應(yīng)性，使CR1000X數(shù)據(jù)采集器成為遠(yuǎn)程無人值守自動(dòng)氣象站、中尺度觀測(cè)研究、風(fēng)能太陽能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測(cè)站和水文水質(zhì)測(cè)量等眾多環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的理想選擇。
參數(shù)
*大掃描速率：100kHz
模擬輸入：16個(gè)單端通道（8個(gè)差分）
脈沖通道：2個(gè)
控制端子: 數(shù)字I/O，RS232/RS485，半/全雙工
CPU: 32bit，F(xiàn)PU，100Hz，1MB運(yùn)存
內(nèi)存: 128MB，可通過MicroSD卡擴(kuò)展8GB
時(shí)鐘: ±3分鐘/年；10μm（選配GPS）
測(cè)量分辨率: 0.02μV RMS
模擬: ±（0.04%讀數(shù)+漂移）
工作溫度: -40~70℃
外形尺寸: 23.8cm×10.1cm×6.2cm
重量 :約0.86kg