TDR100时域反射土壤水分站
土壤水分监测传感器的分类与应用
土壤水分监测传感器的分类与应用2011-02-18 09:16王吉星 1 ，孙永远 2（1.水利部南京水利水文自动化研究所，江苏南京210012 ；2.江苏省水文水资源勘测局，江苏南京210029）摘要：通过调研，收集了国内外主流的土壤水分监测仪器资料，分析了仪器测量原理、主要性能和技术参数，进行了类型划分，根据《土壤墒情监测规范》的要求和墒情监测系统建设需求，在类比分析的基础上，提出了适合国内实际情况的土壤水分自动化监测仪器的产品型式，为国内墒情自动测报系统仪器的选型提供参考依据。
关键词：土壤水分；监测；传感器；墒情；自动测报中图分类号：S153；TP393 文献标识码：B 文章编号：1674-9405(2010)04-0037-050 前言土壤水分含量是表达旱情的最直接指标。
国内外从 20世纪中叶就开始进行土壤水分的监测，国内外一直都在进行各种测量方法的研究，目前主要采用烘干称重、张力计、中子水分计和时域反射仪、频域发射仪等测量方法。
这些方法虽然可以实现土壤水分的测量，但原理、特性各有不同。
综观国内墒情自动监测现状，目前还没有一种产品在野外广泛应用，也没有一种主导产品实现大范围墒情信息自动采集、传输处理。
随着国家抗旱指挥系统的规划和实施，各省、市区域墒情自动监测即将全面展开，特别是 2010年春季我国西南部分省（区）干旱的出现，迫切需要自动化土壤水分监测仪器和信息传输系统，以获取连续、可靠的土壤水分信息，为区域旱情分析提供基础数据。
本文根据国家旱情监测系统建设需要开展国内外土壤水分监测传感仪器的调查研究工作，对调研产品进行分类分析。
1 土壤水分监测仪器分类和特点分析按照测量原理，土壤水分监测仪器可分成以下几种类型：1）时域反射型仪器（TDR）；2）时域传输型仪器（TDT）；3）频域反射型仪器（FDR）；4）中子水分仪器（Neutron Probe)；5）负压仪器（Tension meter）；6）电阻仪器（Resister Method）。
FDR和TDR测定几种典型土壤含水量的对比分析
第 6 期 2016 年 12 月水利信息化Water Resources InformatizationNO.6Dec.,2016DOI: 10.19364/j.1674-9405.2016.06.007FDR 和 TDR 测定几种典型土壤含水量的对比分析刘 敏 1，王亮亮 2，蔡秋鹏3（1. 南瑞集团公司（国网电力科学研究院），江苏 南京 211100；2. 水利部南京水利水文自动化研究所，江苏 南京 210012；3. 杭州永利水利科技有限公司，浙江 杭州 310000）摘 要：针对基于时域反射（TDR ）和频域反射（FDR ）原理的土壤水分传感器，以潮土、红壤和黑土 3 种典型土样为实验对象进行室内标定，用不同标定方式对传感器与烘干法的测量值进行拟合及回归分析。
结果表明：1）对于 TDR 和 FDR ，二次多项式拟合效果均优于线性及指数形式；2）在潮土中，TDR 的测量精度高于 FDR ，而在红壤和黑土中，FDR 的测量精度高于 TDR ；3）在 3 种测试土壤内，TDR 相对于 FDR 普适性强。
选择的 3 种土壤是中国北部、中部及南部地区的典型土壤，具有一定代表性，可为全国大部分地区土壤类型普适性研究提供实验基础。
关键词：土壤含水量；FDR ；TDR ；标定；对比中图分类号：S157 文献标识码：A 文章编号：1674-9405(2016)06-0032-05收稿日期：2016-01-26作者简介：刘 敏（1991-），女，江苏南京人，硕士，从事节水灌溉和水利信息化方面的研究工作。
0 引言土壤含水量是土壤的重要物理参数，也是农业生产条件中的一项关键指标，土壤水分含量的大小对农作物的生长至关重要。
因此，准确测量土壤水分含量是现代农业生产的基础。
土壤含水量的测量方法已经发展了半个多世纪，越来越多原位测量技术的出现使得土壤含水率的检测方法日益完善，但也存在着质量参差不齐，率定方法不统一等问题。
tdr土壤检测原理
探秘TDR土壤检测原理
TDR土壤检测是一种非常常用的土壤含水率的检测方法，其原理是通过测量在不同含水率下电磁波的传播时间，来得到土壤含水率的信息。
这种方法具有操作简便、反应迅速、结果精确等特点，因此被广泛应用于农业、环境保护等领域。
下面，我们就来深入探秘一下TDR 土壤检测的原理和操作步骤。
首先，TDR土壤检测的原理是基于电磁波的传输时间和土壤含水率的关系。
在检测过程中，设定一个电磁波源和一个接收器，将它们插入到土壤中，然后对电磁波进行探测和测量。
当电磁波穿过不同含水率的土壤时，会受到不同的阻力和反射，因此电磁波传播的时间也会随之发生变化。
通过测量这一时间差，就可以准确的得到土壤的含水率。
其次，TDR土壤检测的操作步骤如下：首先确定检测的位置和深度，将电磁波源和接收器按照一定的距离插入土壤中，然后开启检测仪器，观察检测值并记录。
在进行检测时要注意保持仪器和电源的稳定性，以避免干扰和误差的产生。
总的来说，TDR土壤检测可以帮助我们更加精确的了解土壤的含水率，对于农业生产和环保工作都能够起到重要的作用。
当我们在实际操作中，要注意仪器的正确使用和测量的精确性，以获得更加准确和有价值的检测结果。
TDR与TDT技术原理简介
插入/拔出工具装置
图1. 插入/拔出工具装置图
为确保传感器在使用过程中不受到损害以及获得最佳土壤水分含量读数， ESI提供了剖面水分传感器
（探杆）专用的插入/拔出工具装置，如图1所示，包括杆装置，带滑动锤的驱动装置，拔出装置等， 客
户可以依据使用环境的不同来选择和配置装置。
1. 杆装置：包括试验杆、探杆驱动器、延长柄。必须使用该套装置在探杆插入前预打孔，以确保探
说明：传感器的编号是依据其类型和分段数来确定的，在每个传感器的标签上都有标明，在操作模式
设置时需要选择。此外，ESI公司还可以根据客户特殊使用条件要求，量身定制传感器的尺寸。 表1.传感器类型汇总
杆装置
拔出装置
滑动锤装置
连接环 销钉
滑动锤
适配器 滑动锤专用试验杆 销钉
试验杆 探杆驱动器 延长柄
拔桩机
具有一个基于用户设置的最高与最低水分含量阈值的自动 控制的阀门，当水分含量到达最低的设置值时，将自动执行计 划的灌溉，当水分含量达到最高值时，将停止灌溉。
独立的可调节的水分阈值水平，默认条件下自动运行。
手持编程器 为独立阀门控制器的配件，具有显示界面。 该编程器主要用来调节独立阀门控制器的参数，监测水分传感器输出。 当连接独立阀门控制器时，可显示当前的水分读数； 设置阀门的输出是手动还是自动控制，显示和调节水分阈值。
性，测定结果几乎与土壤类型、密度、温度等无关。 将TDR技术应用于结冰条件下土壤水分状况的测定，
可得到满意的结果，而其它测定方法则是比较困难的。 TDR另一个特点是可同时监测土壤水盐含量，在同
一地点同时测定，测定结果具有一致性，而二者测定是完全独立的，互不影响。
2.TDT技术
TDT全称时域传播法（Time Domain Transmissometry），其基本 原理与TDR相同， 不同的是TDT脉冲是在单根导播棒中传播，其信号的 接受端在远离发射端的导播棒的终端。而TDR脉冲信号的发射端和接收 端均是同一端。
TDR土壤水分测量仪说明书
TDR土壤水分测量仪使用说明书本公司保留改进和修改产品及其手册的权利，若涉及版本升级，恕不另行通知目录一、产品概述.......................... 错误!未定义书签。
二、产品特色.......................... 错误!未定义书签。
三、技术参数.......................... 错误!未定义书签。
四、安装指导.......................... 错误!未定义书签。
◎准备工作......................... 错误!未定义书签。
◎正式安装......................... 错误!未定义书签。
五、网站平台操作方法.................. 错误!未定义书签。
◎用户登录......................... 错误!未定义书签。
◎设备定位......................... 错误!未定义书签。
◎传统界面主页..................... 错误!未定义书签。
◎设备最新数据..................... 错误!未定义书签。
◎历史数据......................... 错误!未定义书签。
◎历史曲线......................... 错误!未定义书签。
◎参数设置......................... 错误!未定义书签。
◎通道预警......................... 错误!未定义书签。
◎邮件短信设置..................... 错误!未定义书签。
◎预警记录......................... 错误!未定义书签。
附：.................................. 错误!未定义书签。
设备整体示意图..................... 错误!未定义书签。
TDR 100中文资料
时域反射计水分分析系统TDR100 Time Domain Reflectometry一、概述时域反射计（TDR）广泛用于测量土壤体积含水量、体积电导率和岩体变形。
TDR测量没有破坏性，并能提供很好的精确度和准确度。
TDR系统的主要组件是CSI 数据采集器、TDR100反射计、SDMX50系列同轴多路器、连接电缆和TDR探头。
TDR100 由Windows 软件PCTDR 控制，或在CR10数采中使用TDR100 指令控制。
通常情况是，系统由用户提供的深充电池供电，使用20W 的太阳能电池板充电。
二、系统构成TDR100 反射计SDMX50 系列扩展板TDR 外壳土壤水分测量探头岩体变形测量三、系统介绍TDR100 时域反射计紧凑的低价格反射计，远程使用设计检测土壤和其它多孔隙介质的体积含水量可用于岩体变形测量，当与SDM50 系列同轴多路器通讯时使用Campbell 公司的SDM通讯协议，CR10数采使用CRBasic语言特有的编程指令。
PCTDR Windows 软件与TDR100 一起当系统设置和处理故障时显示波形、显示体积含水量和电导率，切换SDMX50 通道采集波形和派生数据文件进行电导率测量时需检测探头介电常数值。
SDMX50 系列扩展板SDMX50 系列扩展板是八通道同轴切换设备，用在TDR 系统中。
三个层级的切换允许多达512 个土壤体积含水量或岩体变形电缆连接到一个TDR100。
在自动测量中扩展板由一个CR10数采控制。
当使用PCTDR 时或连接到一台PC 机时，扩展板可由TDR100 控制。
有三个扩展板可选：SDMX50，SDMX50LP 和SDMX50SP。
这几种都提供可靠和可编程的通道选择，但在一定安装方法范围内打包不同，也允许一定的灵活性。
SDMX50 包括带安装后板的8 通道多路器带固定硬件的10" x 12" 野外机箱后板打孔以减小传感器电缆应变机箱附件（绑扎带、干燥包、湿度指示试纸和管道密封胶泥）SDMX50LP 包括8通道同轴扩展板，用用户提供的部件固定到后板绑扎带，固定传感器电缆到机箱后板SDMX50XP 包括8通道同轴多路器，带1"空间的小固定底座减小电缆应变的支架，使用在标准的CSI 机箱中或用户提供的野外机箱中，绑扎带，固定传感器电缆到支架。
基于介电法的土壤水分测量技术
基于介电法的土壤水分测量技术王一鸣（中国农业大学信息与电气工程学院，100083）摘要：土壤是一种非常复杂的介质，通过介电法测量土壤水分是目前最为行之有效的方法。
本文详细介绍了基于介电法的时域反射法（TDR）和驻波率法（SWR）的测量原理，以及基于TDR原理和SWR原理的典型测量仪器的技术性能，介绍了基于驻波原理的SWR土壤水分传感器和TSC型采集设备在土壤墒情监测系统中的应用。
关键词：介电法；时域反射法；驻波率法中图分类号：按《中国图书分类法》标注0引言土壤水分测量技术是节水抗旱实施的重要的技术保障。
而土壤水分传感器和测量仪器则是实现变量灌溉和墒情（旱情）监测的重要技术手段。
土壤既是一种非均质的、多相的、分散的、颗粒化的多孔系统，又是一个由惰性固体、活性固体、溶质、气体以及水组成的多元复合系统，其物理特性非常复杂，并且空间变异性非常大，这就造成了土壤水分测量的难度。
土壤水分测量方法的深入研究，需要一系列与其相关的基础理论支持，涉及到应用数学、土壤物理、介质物理、电磁场理论和微波技术等多种学科的并行交叉。
而要实现土壤水分的快速测量又要考虑到实时性要求，这更增加了其技术难度。
土壤的特性决定了在测量土壤含水量时，必须充分考虑到土壤容重、土壤质地、土壤结构、土壤化学组成、土壤含盐量等基本物理化学特性及变化规律。
自古止今，土壤含水量测量方法的研究经历了很长的道路，派生出了多种方法，目前主要的土壤水分测量方法有烘干法、力计法、中子法、介电法、近红外法等。
利用土壤的介电特性来测量土壤含水量是一种行之有效的、快速的、简便的、可靠方法。
最先对土壤的介电特性做出系统研究的是前联学者Chernyak，他在1964年出版了引起世界关注的学术名著《湿土介电特性研究方法》。
以此为基础，土壤的介电特性迅速应用于土壤含水量的测量技术中，而且具体实现方法千差万别。
其中，高频电容探头测量土壤含水量、甚高频晶体管传输线振荡器测量土壤含水量、微波吸收法、时域反射法（TDR）、时域传播法（TDT）、频域法（FD）、驻波率法（SWR）等测量方法都属于基于土壤介电特性的土壤含水量测量方法。
浅谈土壤水不同测量方法及误差
浅谈土壤水不同测量方法及误差水分是天然土壤的一个重要组成部分。
它不仅影响土壤的物理性质，制约着土壤中养分的溶解、转移和微生物的活动，是构成土壤肥力的一个重要的因素；而且本身更是一切作（植）物赖以生存的基本条件，因此土壤水分的测量具有十分重要的作用。
同时各种测量的技术和工具也是层数不穷[1]。
质量法，也称重量法。
通过测定土样的质量（重量）变化来确定含水量，包括烘（烧）干称重法和密度比重）法等。
电测法。
通过测定土壤（体）中的电学反应特性，如电阻、电容、电位差、微波、极化现象等的变化确定土壤含水量，以及时域反射法（TDR）、时域传播法TDT）、频域反射法（FDR）、驻波率法（SWR）。
热学法。
通过测定土壤导热性能大小确定土壤含水量。
吸力（能量）法。
通过测定土壤中负压或土壤水分子吸附力的大小确定含水量等方法。
射线法。
通过测量！射线或中子射线在土壤中的变化确定土壤含水量。
遥感法。
通过遥感技术测定发射或反射电磁波的能量不同确定土壤含水量等方法。
化学法。
通过测定土壤水分与其他物质的化学反应确定土壤的含水量等方法。
1、试验场地自然地理概况。
本次试验在咸阳市泾阳县铁门里泾惠渠试验站进行。
泾惠渠灌区是从陕西省泾阳县泾河仲山口引水的自流灌溉工程，地势自西北向的东南倾斜，土壤属第四纪沉积黄土，土层深厚，上游及泾，渭河沿岸多为轻壤土，中，下游以中壤土为主，含盐量0.1-0.3%。
灌区属大陆性半干旱气候区，多年平均降水量为533.2毫米，灌区地下水为潜水，一般埋深在3-5米，地下水80%以上为重碳酸盐水2、试验测量方法简介2.1烘干法，有恒温烘箱烘干法、红外线烘干法、酒精燃烧法等。
主要为取样、称重、烘干（温度105±2℃条件下烘烤6～8小时），数据计算。
土壤含水量= ×100%2.2 TDR法全称为Time Domain Reflectometry（时域反射法）是一种介电测量中的高速测量技术，根据电磁波在不同介电常数的介质中传播时行进速度会有所改变的物理现象提出了时域反射法（Time- Domain Reflecometry），简称TDR 法。
土壤 饱和含水量 测定方法
土壤饱和含水量测定方法介绍土壤的饱和含水量是指土壤中所含水分的最大容量，即当土壤中所有孔隙全部被水填满时的含水量。
准确地测定土壤的饱和含水量对于土壤水分管理、灌溉设计和农业生产非常重要。
本文将介绍一些常用的土壤饱和含水量测定方法。
利用容器法测定土壤饱和含水量容器法是一种常用且简单的测定土壤饱和含水量的方法。
具体步骤如下：1.准备一只干燥的容器，并记录容器的质量。
2.从待测土壤中取样，保持土壤样品的代表性。
3.将土壤样品放入容器中，并记录容器和土壤的总质量。
4.添加足够的水使土壤饱和，将水渗透到土壤的所有孔隙中。
5.将容器放置在阴凉通风处，待土壤与水达到平衡状态。
6.将容器和土壤的总质量再次记录下来。
7.计算土壤饱和含水量的百分比，公式为：(饱和土壤质量 - 干燥容器质量)/ (干燥容器质量 - 容器和土壤总质量) × 100%。
容器法测定土壤饱和含水量的优点是操作简单，不需要复杂的设备，适用于田间和实验室条件，且结果可靠。
然而，由于土壤样品与容器之间的摩擦力和气体溶解在水中的不确定性，容器法在具体的实践中仍需要进行一定的修正。
利用液体置换法测定土壤饱和含水量液体置换法是一种基于原理的测定土壤饱和含水量的方法。
该方法利用土壤中孔隙的体积与待测土壤样品质量的比值来计算土壤饱和含水量。
具体步骤如下：1.准备一只容器，容器中的液体与土壤无反应且不溶解土壤。
2.将待测土壤放入容器中，并记录土壤样品的质量。
3.将液体缓慢地注入容器中，直到土壤完全浸泡在液体中，无气泡产生为止。
4.记录液体的初始体积。
5.移除容器中的液体，并记录液体的质量。
6.填充容器，使液体的体积与初始体积相同。
7.记录液体的质量。
8.计算土壤饱和含水量的百分比，公式为：(液体质量 - 初始液体质量) /(土壤质量 - 初始液体质量 - 补充液体质量) × 100%。
液体置换法能够准确测定土壤饱和含水量，且不受土壤容器摩擦力和气体溶解的影响。
土壤水分仪FDR与TDR原理的比较
土壤水分仪FDR与TDR原理的比较
FDR (FrequencyDomainReflectometry)频域反射是利用电磁脉冲原理、根据电磁波在介质中传播频率来测量土壤的表观介电常数(ε) ,从而得到土壤容积含水量(θv)。
介绍了FDR系统的测量原理、系统安装、测量方法及其在土壤水分连续动态监测中的应用,并对实际测量结果进行了校正,可以作为FDR校正的参考。
在半干旱区皇甫川流域的应用实践表明,FDR具有简便安全、快速准确、定点连续、自动化、宽量程、少标定等优点,是一种值得推荐的土壤水分测定仪器。
TDR（Time Domain Reflector）时域反射是一种快速检测土壤水分的常见原理，其原理是在一条不匹配的传输线上的波形会发生反射。
传输线上任何一点的波形都是原有波形和反射波形的叠加。
TDR原理的设备响应时间约10-20秒，适合移动测量和定点监测。
测定结果受盐度影响很小，TDR缺点是电路比较复杂，设备较昂贵。
FDR相比TDR测试原理，几乎具有TDR的所有优点，探头形状非常灵活。
比较夸张的甚至可以放在做成犁状放在拖拉机后面运动中测量。
FDR相对TDR 需要更少的校正工作。
多年以来，FDR原理的土壤水分仪精度上一直难以突破，成为FDR土壤水分仪发展的停滞。
德国STEPS公司经过多年研究，终于突破了这一难点。
研究出一款FDR原理的土壤水分仪MST3000,精度达到了3%。
这一最新产品的问世,得到了业界广大用户的好评。
其操作简单，方便快捷，更重要的是精度高，稳定性好。
MST3000对土壤水分的测量，具有划时代的意义、
1/ 1。
稳定积雪覆盖下的季节性冻土水分特征及其数值模拟
稳定积雪覆盖下的季节性冻土水分特征及其数值模拟付强;马效松;王子龙;李天霄【摘要】为了深入研究积雪覆盖边界条件下的土壤水分迁移规律，通过冬季野外土壤水分观测试验，利用土壤水动力学理论，建立了稳定积雪覆盖条件下季节性冻土水分迁移模型。
研究结果表明，积雪覆盖土壤比裸地平均地温高出1 e ，土壤体积含水率(土壤剖面0~100 cm内)高出2%，体现了积雪覆盖不仅能够阻碍土壤热量散失，而且能保持土壤墒情；建立的水分迁移模型能够精准的模拟积雪覆盖条件下冻结土壤水分迁移动态，其相对平均误差仅为3151%。
研究结果对于丰富和完善冻土水分迁移理论，解决春旱和冬小麦/冷拔0等问题具有重要的理论和实践意义。
%For an in2depth study on the movement characteristics of soil moisture under the snow2covered boundary conditions, a moisture transfer model of the seasonal frozen soil under the stable snow2covered condit ions was established based on the field measurements of soil moisture in the w inter and the soil hydrodynamics theory. The results showed that the average tempera2 ture of soil covered w ith snow is 1 e higher than the bare soil and the w ater content of unit volume ( between 0 and 100 cm of the soil profile) is 2% higher, w hich suggested that the snow cover can not only prevent the loss of soil heat but also maintain the soil moisture content. The model can simulate accurately the transfer dynamics of frozen soil under the snow cover, and the relat ive average error is only 3. 51%. T he research results have important t heoretical and practical significances to improve the moisture transfer theory of frozensoil and to solve the spring drought and "cold draw ing" of w inter w heat problems.【期刊名称】《南水北调与水利科技》【年(卷),期】2013(000)001【总页数】4页(P151-154)【关键词】积雪覆盖;水分迁移;季节性冻土;有限差分法【作者】付强;马效松;王子龙;李天霄【作者单位】东北农业大学水利与建筑学院，哈尔滨 150030; 黑龙江省普通高等学校节水农业重点实验室，哈尔滨 150030;东北农业大学水利与建筑学院，哈尔滨 150030;东北农业大学水利与建筑学院，哈尔滨 150030; 黑龙江省普通高等学校节水农业重点实验室，哈尔滨 150030;东北农业大学水利与建筑学院，哈尔滨150030; 黑龙江省普通高等学校节水农业重点实验室，哈尔滨 150030【正文语种】中文【中图分类】S161;P641.2我国有54%的国土面积位于季节性冻土地区［1］，其中东北、西北和西南等地区在冬季普遍存在季节性冻土表面覆盖一层积雪的现象。
TRIME-PICO TDR便携式土壤水分测量仪简介
TRIME-PICO TDR便携式土壤水分测量仪一、用途：可方便、快速地测量土壤表层含水量，与延长杆联合使用也可以测量深层土壤含水量。
标定后可以同时测量土壤的含盐量。
该产品由TRIME-EZ/IT升级而来，采用无线通讯数据传输，全面替代现有TRIME-EZ/IT。
二、原理：TRIME基于TDR（Time domain Reflectometry with IntelligentMicroElements）时域反射技术。
用以直接测量土壤或其他介质的介电常数，介电常数又与土壤水分含量的多少有密切关系，土壤含水量即可通过模拟电压输出被读数系统计算并显示出来。
测量时，金属波导体被用来传输TDR信号，TRIME工作时产生一个1GHz的高频电磁波，电磁波沿着波导体传输，并在探头周围产生一个电磁场。
信号传输到波导体的末端后又反射回发射源。
传输时间在10ps-2ns间。
IMKO发明了这种专利测量技术，使得仪器可以检测到小至3ps的时间信号。
建立了时间采样的方法。
从而使得土壤水分的测量变得更为准确和方便。
三、组成：主要组成：表层土壤水分传感器（TRIME-PICO64/32）：用于测量土壤表层含水量数据管理器：采用掌上电脑，功能强大，读取数据及存储数据等，用户自选国外和国内品牌TRIME-HD读数表：用于读取水分数据，注意该读数表只能读数，无存储功能，只能得到水分值，不能得到温度和TDR-LEVEL值采集软件：PICO-TALK操作软件，用以采集数据，系统设置等，安装在掌上电脑上，有英文和中文两种版本蓝牙通讯模块：实现无线通讯，同时负责给探头供电。
数据管理器野外防水型多功能数据管理器蓝牙通讯模块表层水分传感器（TRIME-PICO64/32）TRIME-HD读数表可选配件：预打孔定位器：TRIME-PICO64/32探头定位、预打孔工具探针：TRIME-PICO64/32的探针，以做备用标定套件：用于仪器的基础校正，如更换探针，缆线长度有改变等表层水分传感器（TRIME-PICO64/32）专用土钻：用于测量深层土壤含水量时的打孔TRIME-PICO64预打孔定位器TRIME-PICO32预打孔定位器延长套杆（0.5m，1m等2种规格）标定套件表层水分传感器（TRIME-PICO64/32）专用土钻四、基本技术指标：TRIME-PICO64 TRIME-PICO32测量范围0-100%体积含水量电导率范围0-6dS/m 6-12dS/m 12-50dS/m0-40%测量精度±1% ±2%40-70%测量精度±2% ±3%需要材料特殊标定测量重复精度±0.2% ±0.3%土壤温度测量范围-15℃~+50℃（可定制其他温度量程）土壤温度测量精度±0.2℃温度漂移±0.3%模拟输出接口2个0~1V（4-20mA可选）IMP232输出通道1：0~100%体积含水量通道2：-40~+70℃土壤温度工作温度-15℃~+50℃（可定制其他温度范围）数据校准标准校准用于大多数标准土壤类型，可存储最多15个用户自定义校正曲线电缆长度标配1.5m（其他长度可定制）防水等级IP68供电7-24V DC耗电待机1mA（只能用于B模式），空闲8mA，测量时100mA（持续2~3秒），用12V DC时探头主体尺寸155mm x Ф63mm 155mm x Ф32mm测量体积 1.25L（160mm x Ф100mm）0.25L（110mm x Ф50mm）探针长度标准160mm（暂不提供其他尺寸）标准110mm（暂不提供其他尺寸）探针直径 6.0mm 3.5mm数据管理器RPDA 696 ruggedizing Palm PCCPU Marvell XScale processor, 312MHz操作系统Microsoft Windows Mobile 6.0显示屏 3.5’全彩TFT LCD, QVGA 65000色，分辨率：240x320，触摸屏内存128MB Flash ROM，64MB SDRAM电池1200mAh锂电池，可充电，可选3000mAh电池防水等级IP65接口USB 1.1，蓝牙2.0其他W-LAN（IEEE 802.11b/g），SIR（最大115.2kbps）重量0.85Kg随机附件基座，触摸笔，USB电缆，充电器，软件光盘，使用手册等特点防水结实，使用简单，支持中文，供电时间长，屏幕亮度高，阳光下可见，具有多种通讯方式及接口，扩展性强，可接GPS,MODEM等。
土壤水分的测定方法
土壤水分的测定方法(1)烘干法(失重法)烘干法是测量土壤水分的是最普遍的方法，也是标准方法，它用来测定土壤质量含水量。
通常将从野外取来的原状土柱中称出已知重量的潮湿土壤样品，放在温度105℃的烘箱中烘干后再称重。
加热而失去的水分代表潮湿样品中的土壤水分。
(2)电阻法电阻法是利用某些多孔性物质如石膏、尼龙、玻璃纤维等的电阻和它们的含水量有关系这一事实而采用的一种方法。
当这些嵌有电极的块状组件放置在潮湿的土壤中时，它们吸收土壤水分一直达到平衡状态。
块状组件的电阻由它们的含水量决定的，并依次由附近土壤水分张力或的吸力所决定。
电阻读数和土壤水分百分数之间的关系可以用标定方法(calibration)来确定。
这些块状组件在一段时间内用来测定田间选定位置的含水量。
在1～15大气压吸力范围内它们给出相当准确的水分读数。
(3)中子散射(neutronscattering)中子散射法是测定野外土壤水分的独特方法。
中子水分计的有效性是基于这一原则，即氢在急剧减低快中子的速度并把它们散射开的能力方面是比较独特的。
在图6-3中说明了中子水分计的原理。
中子水分计虽然昂贵，但是它具有多方面的优点，并且能相当准确地测定矿质土壤中作为化合氢的主要来源的水的含量。
这一方法对于有机质土壤有明显的限制，因为有机质中许多化合氢是以水以外的其他形式存在。
此外它不适宜测定表层0-15厘米的土壤水含量。
(4)TDR法TDR法是20世纪80年代初发展起来的一种测定方法它首先发现可用于土壤容积含水量的测定，继而又发现其可用于土壤含盐量的测定。
TDR英文全称是Time-Domain-Reflectometry，简写为TDR，中文译为时域反射仪。
TDR法在国外已较普遍使用，在国内也有些研究机构开始引进和开发TDR。
TDR系统类似一个短波雷达系统，可以直接、快速、方便、实地监测土壤水盐状况，与其它测定方法相比，TDR具有较强的独立性，测定结果几乎与土壤类型、密度、温度等无关。
科技成果——时域反射法(TDR)土壤墒情在线监测系统
科技成果——时域反射法（TDR）土壤墒情在线监测系统技术开发单位水利部南京水利水文自动化研究所、波兰科学院农业物理研究所对应需求自动土壤墒情监测设备成果简介该系统由波兰科学院农业物理研究所基于真正时域反射法（TDR）研制的土壤水分、电导率、温度一体化智能传感器，以及自主研发的多维软件分析平台数据采集站点、自主设计的配套太阳能供电系统组成。
系统采用连续频域可变信号扫描，千组顺序步进频率信号及随机序列步进频率信号采集，多组随机序列步进频率信号相干处理，对于大多数土壤不需提前进行率定。
采用有限离散傅里叶变换和反傅里叶变换分析时域反射信号计算土壤含水量，可实时在线测量。
主要性能指标支持多种通信信道，可自主设置主/备信道且实现自动切换，采集频次与报汛段制可设置，具有存储功能。
测量原理：时域反射法（TDR）。
电磁波测量方式：频率步进。
主分析频率：100MHz。
8通道TDR，每个TDR通道和TDR传感器可单独进行校准，以得到更精确的土壤水分含量数据。
测量范围：0-饱和（体积含水量）。
分辨力：1%；精度：±2%；电导率：±0.01S/m。
输出：SDI-12v.1.3/RS-485可选。
适用范围适用于水文水资源监测评价、节水灌溉、农业用水精细化管理、水土流失区抗蚀促生、水土保持林草措施、水文、农业旱情监测。
技术特点测量快速准确，对土壤结构影响轻微可实现定点自动监测土壤水分动态变化。
实时墒情监测及报送，频次可远程设置。
配套软件可完成墒情数据处理。
应用成本新一代全域性自动测报与集成系统每套售价3.5万元；8通道真TDR墒情监测仪每套售价3.5万元；系统集成费用：1.5万元，合计：8.5万元，未含土建、辅材等，探头根据需求配置。
典型案例案例1：2018年引进该传感器。
在花园口水文站现场取土，利用传统烘干法进行比测，证明使用TDR法测量土壤含水量与烘干法相比具有相同的变化趋势，结果十分接近，TDR法实用性更强。
TDR与TDT技术原理简介
插入/拔出工具装置
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ图1. 插入/拔出工具装置图
为确保传感器在使用过程中不受到损害以及获得最佳土壤水分含量读数， ESI提供了剖面水分传感器
（探杆）专用的插入/拔出工具装置，如图1所示，包括杆装置，带滑动锤的驱动装置，拔出装置等， 客
户可以依据使用环境的不同来选择和配置装置。
1. 杆装置：包括试验杆、探杆驱动器、延长柄。必须使用该套装置在探杆插入前预打孔，以确保探
说明：传感器的编号是依据其类型和分段数来确定的，在每个传感器的标签上都有标明，在操作模式
设置时需要选择。此外，ESI公司还可以根据客户特殊使用条件要求，量身定制传感器的尺寸。 表1.传感器类型汇总
杆装置
拔出装置
滑动锤装置
连接环 销钉
滑动锤
适配器 滑动锤专用试验杆 销钉
试验杆 探杆驱动器 延长柄
拔桩机
性，测定结果几乎与土壤类型、密度、温度等无关。 将TDR技术应用于结冰条件下土壤水分状况的测定，
可得到满意的结果，而其它测定方法则是比较困难的。 TDR另一个特点是可同时监测土壤水盐含量，在同
一地点同时测定，测定结果具有一致性，而二者测定是完全独立的，互不影响。
2.TDT技术
TDT全称时域传播法（Time Domain Transmissometry），其基本 原理与TDR相同， 不同的是TDT脉冲是在单根导播棒中传播，其信号的 接受端在远离发射端的导播棒的终端。而TDR脉冲信号的发射端和接收 端均是同一端。
优 势 安装过程中几乎
不会影响植被， 与现有的GP设备 相兼容。唯一一种能输出 土壤湿度、温度、电导率
过程中几乎不会影响植被， 与现有的GP设备相兼容。 精确控制灌溉，可以部署 在灌溉敏感区（如根部）， 最适用于草坪等浅根植物
水文勘测中级工三
水文勘测中级工三1、单选频率反射仪的传感器主要由一对电极（平行排列的金属棒或圆形金属环）组成一个（），其间的土壤充当电介质，该元件与振荡器组成一个（），振荡器工作频率F随土壤电容的增加而降低。
（江南博哥）A、电容；调谐电路B、电感；电感电路C、电阻；电阻电路D、二极管；电容电路正确答案：A2、单选土壤中几乎所有的氢都存在于（）中。
A、黏粒矿物中B、有机质C、腐殖质D、水正确答案：D3、单选横式采样器能在不同水深和含沙量条件下取得（）水样。
A、瞬时B、积时C、时均D、历时正确答案：A4、单选如冰面潮湿或降雨夹雪时，应防止蒸发器内积雪过满，甚至与（）积雪连成一片的情况出现。
A、器冰面B、器水面C、器内D、器外正确答案：D5、单选冰期用六点法测算垂线平均流速时，不包括相对位置（）的流速测点。
A、0.0B、0.4C、0.5D、1.0正确答案：C6、单选（）土壤水分测试仪包括时域反射仪（TDR）、频率反射仪（FDR）、驻波仪（SWR）等。
A、探针式B、烘干法C、取样法D、称量法正确答案：A7、单选水准测量计算时，视距等于下丝读数与上丝读数的差乘以（）。
A、2B、10C、50D、100正确答案：D8、单选布设排污口区沉降物采样点时，可在上游50m处设对照采样点，在排污口下（）处布设若干采样点。
A、1~5mB、5~10mC、10~50mD、50~1000m正确答案：D9、单选水文测站设置的水尺观读控制范围，应高（低）于测站（）最高（低）水位0.5m以上（下）。
A、历年B、历史C、年度D、近年正确答案：A10、单选水尺编号中的脚号，（）表示上游。
A、lB、vC、sD、u正确答案：D11、单选当洪水涨落变化较快时，为了不至于因测速历时过长而影响流量测验精度，允许测速历时减为（）。
A、30sB、50sC、60sD、100s正确答案：C12、单选五点法相对水深0.0、0.2、0.6、0.8、1.0的测点流速分别为1.20m/s、1.50m/s、1.00m/s、0.60m/s、0.20m/s，则该垂线平均流速为（）m/s。
Minitrase土壤水分监测系统PPT
几种测定土壤水分方法的比较（三） 几种测定土壤水分方法的比较（
• 光学测量法，优点是非接触性，使其可以安装在 光学测量法，优点是非接触性， 行进中的农业机械中实时测量土壤含水率。 行进中的农业机械中实时测量土壤含水率。但它 的缺点是精度低，受土壤空间变异性影响大。 的缺点是精度低，受土壤空间变异性影响大。 • 时域反射仪(TDR)法是速测土壤水分的常用方法， 时域反射仪(TDR)法是速测土壤水分的常用方法， (TDR)法是速测土壤水分的常用方法 该方法具有快速、使用方便、对样地干扰少、 该方法具有快速、使用方便、对样地干扰少、无 需校正、精度高等优点。 需校正、精度高等优点。
MiniTrase安装（二） 安装（ 安装
连接Palm到MiniTrase主机,点击Trase term进入Trase term程序
MiniTrase安装（三） 安装（ 安装
设置波导管长度
MiniTrase安装（四） 安装（ 安装
设置波导管类型
MiniTrase安装（五） 安装（ 安装
设置水分表
MiniTrase 组成（六） 组成（
受纹理、结构、硬度或水 受纹理、结构、 分含量的影响， 分含量的影响，有些土壤 紧实度高， Slammer重型 紧实度高， Slammer重型 波导管连接器专门针对该 情况进行设计， 情况进行设计，由于推动 力都作用于波导，所以保 力都作用于波导， 持推动力垂直作用于波导 非常重要
Slammer重型波导管连接器 Slammer重型波导管连接器
MiniTrase 组成（七） 组成（
MiniTrase安装（一） 安装（ 安装
1. Palm 操作系统的安装，用触控笔，抓住光标所在位置不放， 隔一段时间放开一次，直到跳出新的页面，按Palm提示操 作 2. 在PC系统安装PalmDesktop41SP03ENG.exe，然后安装Trase term软件。 3. 打开Quick Installer软件，然后连接Palm到PC。 4. 在Palm上打开hotsync，然后点界面中间的方块，听到“嘀” 的一声开始连接传输数据，安装结束您会看到桌面有一个 Trase term的菜单
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
TDR100土壤水分测量系统时域反射计水分分析系统 Time Domain Reflectometry一、概述时域反射计（TDR）广泛用于测量土壤体积含水量、体积电导率和岩体变形。
TDR测量没有破坏性，并能提供很好的精确度和准确度。
TDR系统的主要组件是CSI 数据采集器、TDR100反射计、SDMX50系列同轴多路器、连接电缆和TDR探头。
TDR100 由Windows 软件PCTDR 控制，或在CR10X或CR23X 数采中使用TDR100 指令控制。
通常情况是，系统由用户提供的深充电池供电，使用20W 的太阳能电池板充电。
可能安装交流电源的地方是CR10X使用的PS12LA 密闭可充电池或CR23X的可充电池。
二、系统构成l TDR100反射计l SDMX50系列扩展板l TDR 外壳l土壤水分测量探头l岩体变形测量三、系统介绍TDR100 时域反射计紧凑的低价格反射计，远程使用设计检测土壤和其它多孔隙介质的体积含水量可用于岩体变形测量当与SDM50 系列同轴多路器通讯时使用 Campbell 公司的SDM通讯协议CR10X 和CR23X 数采数采使用119 号指令控制TDR100由以下软件支持英文资料。
PCTDR Windows 软件与TDR100 一起当系统设置和处理故障时显示波形显示体积含水量和电导率切换SDMX50 通道采集波形和派生数据文件进行电导率测量时需检测探头常数值SDMX50 系列扩展板SDMX50 系列扩展板是八通道同轴切换设备，用在 TDR 系统中。
三个层级的切换允许多达512 个土壤体积含水量或岩体变形电缆连接到一个TDR100。
在自动测量中扩展板由一个CR10X 或CR23X 数采控制。
当使用PCTDR 时或连接到一台PC 机时，扩展板可由TDR100 控制。
有三个扩展板可选：SDMX50，SDMX50LP 和SDMX50SP。
这几种都提供可靠和可编程的通道选择，但在一定安装方法范围内打包不同，也允许一定的灵活性。
SDMX50 包括带安装后板的8 通道多路器带固定硬件的10" x 12" 野外机箱后板打孔以减小传感器电缆应变机箱附件（绑扎带、干燥包、湿度指示试纸和管道密封胶泥）SDMX50LP 包括8通道同轴扩展板，用用户提供的部件固定到后板绑扎带，固定传感器电缆到机箱后板SDMX50XP 包括8通道同轴多路器，带1"空间的小固定底座减小电缆应变的支架，使用在标准的CSI 机箱中或用户提供的野外机箱中，绑扎带，固定传感器电缆到支架。
注意：在SDMX50 系列扩展板中减小同轴电缆的应变是很重要的。
电缆自重或张力可能损坏扩展板，导致通讯的断续或致命的终断等严重后果。
TDR 机箱ENCTDR10016 x 18" 机箱白色，玻璃纤维加固聚酯保护 TDR 系统组件免除天气、高湿度和灰尘的影响包括2 条SDM 电缆、1 条同轴缆、接地线和机箱附件TDR 探头CS6053针设计针长30cm，直径0.48cm，针外部间距4.5cmRG58 电缆，用户要求长度建议电缆最大长度为15m在起伏不平环境中允许使用尖锐的大直径针和大环氧头CS6103 针设计针长30cm，直径0.48cm，针外部间距4.5cm低衰减RG8 电缆，用户要求长度建议最大电缆长度为25m，在某些应用中更长电缆可提供好的结果在起伏不平环境中允许使用尖锐的大直径针和大环氧头当电缆长于15m时建议使用CS610岩体变形测量时域反射计可用于检测岩体内的变形。
该系统通常用于显示与滑坡、采矿以及建筑活动相联系的变形。
一定长度的同轴电缆，埋入所钻的孔内，作为系统的传感器。
电子脉冲沿同轴缆向下发送，反射脉冲与同轴缆的变形相关，或与重建的参考点（褶皱）相关。
结果踪迹中偏移区反映了沿电缆的拉张或剪切带。
TDR最初用作定位同轴传输电缆中破裂的系统。
由电缆测试仪或反射计发出电子脉冲沿附属同轴电缆传输（Moffit，1964）。
沿电缆传输不连续会导致部分或全部信号反射。
测量传播消逝时间和反射信号强度；传播时间指示不连续距离（+-2%）；反射信号强度与电缆变形程度有关（Oonnor 和Dowding，1984）。
Panek 和 Tesch（1981），Oonnor 和 Dowding（1984）应用TDR 测量岩体变形。
同轴电缆置于钻孔内，埋入地中。
在所测量的沿电缆间隔位置的褶皱，反射部分传输信号，在确定变形带与深度的相互关系方面提供了一种更精确的尺度（Dowding、Su 和Oonnor，1989）。
褶皱表现为沿波形踪迹的负极性情况。
波形偏移指示了变形带；偏移极性指示一个带是否在经历拉张或剪切变形。
公司的TDR 系统已经优化，可远程使用。
一个CR10X 或CR23X 数采与一个TDR100 反射计一起安装在抗天气干扰机箱内。
数采使用119 号指令控制电缆测试仪的工作；只在测量时才供电。
这显著减小了电源需求。
数采数字化存储电缆测试系列的波形数据，因而允许系统在无人值勤模式下工作。
通过通讯采集数据。
还可以通过通讯给数采编程，使彻底检测目标带成为可能。
多路器由数采控制，允许最多测试512 个电缆。
因为某些特定安装情况下需要特定的电缆，也由于与运输大长度同轴电缆有关的运输费用以及后勤工作难题，Campbell 公司建议用户从当地的电子设备供货商购买合适的同轴电缆。
Campbell TDR土壤水分测量系统采用时域反射原理（Time Domain Reflectometry，TDR）对土壤水分进行测量。
一套完整的TDR系统包括Campbell数据采集器、TDR100时域反射计、TDR 系列探头、SDMX50系列多路连接器、PCTDR软件以及相应的供电、通讯等模块组成。
系统由CR800、CR850、CR1000或CR3000数据采集器进行控制，并通过其连接的数据通讯模块进行数据传输。
TDR100时域反射计是Campbell TDR系统的核心，通过发送高频调制的脉冲波，脉冲信号沿着导线在土壤中传播，到达探针末端后反射回来，电磁波在介质中的传播速度与介电常数的平方根成反比，TDR100的处理器可以很轻易的、快速地把传播的时间和脉冲转换成振幅信息，通过这些信息就可以反应出土壤的体积含水量、体积电导率、岩体变形或者用户特殊需要的时域测量。
通过加装一定数量的SDMX50系列多路连接器，一个Campbell 数据采集器可最多同时连接并控制16个TDR100时域反射计，从而实现大范围的组网测量。
该TDR系统包括多种类型的土壤探头，如CS605、CS610、CS630、CS635、CS640和CS645等，您可根据测量深度、土壤类型等的不同需要选择不同类型的探头。
一套TDR系统可最多连接512个TDR土壤水分探头。
PCTDR软件能够提供系统控制、对监测数据的处理和故障诊断等功能，让您的工作变得更加轻松。
TDR系统具有多种供电方式，能够依靠可充电电池、交流电或太阳能电池板长期稳定工作。
同时，它能够利用有线或无线方式进行远距离数据传输。
Campbell TDR土壤水分测量系统性能出众、操作简便、环境适应性强，是您进行土壤水分、岩体变形监测、农作物研究、采矿业等应用的理想选择。
主要技术参数：CR1000 数据采集器TDR100时域反射计脉冲输出信号：250mv，50ohm输出阻抗：50ohm ±1％脉冲周期：14毫秒波形采样：在给定时间内生成20至2048个波形波形均值：1～128能耗：静止状态，2mA；休眠状态，20mA；工作状态，270mA；供电：9.6VDC～16VDC工作温度：-40～55℃尺寸：21cm×11cm×5.5cm重量：700gSDMX50系列多路连接器供电：12VDC能耗：静止状态，<1mA；工作状态，90mA时域反射计（TDR）广泛用于测量土壤体积含水量、体积电导率和岩体变形。
TDR系统的主要组件是CSI 数据采集器、TDR100 反射计、SDMX50系列同轴多路器、连接电缆和TDR 探头。
TDR100 由Windows 软件PCTDR控制，或在CR1000 或CR3000数采中使用TDR100 指令控制。
岩体变形测量该系统通常用于显示与滑坡、采矿以及建筑活动相联系的变形。
一定长度的同轴电缆，埋入所钻的孔内，作为系统的传感器。
电子脉冲沿同轴缆向下发送，反射脉冲与同轴缆的变形相关，或与重建的参考点（褶皱）相关。
结果踪迹中偏移区反映了沿电缆的拉张或剪切带。
Panek 和Tesch（1981），Oonnor 和Dowding（1984）应用TDR 测量岩体变形。
同轴电缆置于钻孔内，埋入地中。
在所测量的沿电缆间隔位置的褶皱，反射部分传输信号，在确定变形带与深度的相互关系方面提供了一种更精确的尺度（Dowding、Su和Oonnor，1989）。
褶皱表现为沿波形踪迹的负极性情况。
波形偏移指示了变形带；偏移极性指示一个带是否在经历拉张或剪切变形。
PCTDR Windows 软件∙与TDR100 一起∙当系统设置和处理故障时显示波形∙显示体积含水量和电导率∙切换SDMX50 通道∙采集波形和派生数据文件进行电导率测量时需检测探头常数值超过100%还是有问题。
先在空气中读书，应该是0左右。
再校正仪器，要在纯水中将读书校正到100%，然后测量。
土壤水分测试仪TDR-100简介TDR(时域反射计）可以测量土壤剖面的容积含水率。
该方法被证实是一款快速、可靠和方便的土壤测量方法。
两个电极插入到土壤中，发射出电磁波。
反射波速度与土壤水含量正相关。
便携式TDR可以测量不同土层水含量。
LCD界面提供两种模式：容积水含量模式和相对水含量模式（灌溉管理）。
干/湿容积水含量设置可以测试仪编程，可达5种不同地点或土壤类型。
已经出厂设置5种矿物土壤默认值（以永久萎蔫点和田间持水量作为设置点）。
TDR 100有两种模式:TDR 100是一款手持型仪器，显示屏通过1.5m电缆与精密土壤水传感器相连。
可广泛用于野外，温室或实验室。
该款仪器无数据测试仪或地理参照功能。
技术参数测量单元: 容积水含量%精度: ±3.0%容积水含量（电导率<2mS/cm）量程: 0%~饱和（饱和典型是在50%水含量）分辨率: 1 %探针: 长度: 7.5 cm, 12 cm, 20 cm直径: 0.5 cm间隙: 3.3 cm电源: 4 AAA碱电池；寿命12个月TDR 100是一款便携性非常好的土壤水分速测仪，可通过选配不同长度的测量探针来测量不同深度的土壤体积含水量，探针有3.8厘米、7.5厘米、12厘米和20厘米四种可选。
TDR100土壤水分测量系统采用TDR原理测量土壤及其它多孔介质的水分含量，还可用于岩体变形的测量一套TDR100水分测量系统可测多达512点的土壤水分含量。