DZN1自动土壤水分观测仪及其维护与维修

第1期 气象水文海洋仪器

No.1

2011年3月

M eteor olog ical,Hy drolog ical and M arine Instruments

M ar.2011

收稿日期:2010 10 19.

作者简介:朱保美(1979),女,大学,助理工程师.主要研究方向:农业气象、地面测报等.

DZN 1自动土壤水分观测仪及其维护与维修

朱保美,周 清

(山东省齐河县气象局,齐河251100)

摘 要:全面介绍了DZN1自动土壤水分观测仪的工作原理和系统组成以及主要功能。对DZN1自动土壤水分观测仪常常出现的故障现象进行了归纳总结并逐一进行分析,给出了相应的故障排除方法。

关键词:土壤水分;观测仪;维护;维修

中图分类号:S163 文献标识码:B 文章编号:1006 009X(2011)01 0124 05

DZN1au tomatic ob servation in stru ment fo r soil moisture a nd its main ten ance

Zhu Bao mei,Zhou Qing

(Q ihe M eteor ological B ur eau of S handong ,Qihe 251100)

Abstract:The w or king principle,sy stem co mponent and main functio n o f DZN1automatic observ ation instr um ent for soil m oisture are comprehensive introduced.T he co mmo n faults of DZN1auto matic observatio n instrument fo r soil mo isture are sum marized and analyzed.Then,the co rresponding tr oubleshoo ting is g iven out.

Key words:soil moisture;observatio n instr um ent;m aintenance;repair

0 引言

土壤水分含量及其变化规律的监测是农业气象生态环境及水文环境监测的基础性工作之一。土壤水分反映了土壤的湿润状况,是农田干旱、情报预报的重要依据。掌握土壤水分变化规律,对农业灌溉、土壤墒情与农业干旱的监测预报及相关理论研究工作具有重要意义。长期以来,我国的农业气象观测主要是以人工目测和简单器测为主,基本无自动化观测手段,远落后于一般地面气象要素观测,目前,广大台站普遍采取的方法是称重烘干法。因此,研究开发省时、省力、准确监测土壤水分的仪器,具有十分重要的现实意义。

自动土壤水分观测站是中国气象局大气监测自动化系统项目一期工程中的一项内容,山东省自动土壤水分观测站,正是根据中国气象局大气

监测自动化系统项目一期工程有关安排,自2005年4月起建设土壤水分自动监测系统[1]。自动土壤水分采集系统在广大台站使用以来,较之原来的称重烘干的测定方法,不仅缩短了土壤水分的测定时间,减轻了业务人员的工作强度,最重要的是达到了定点观测土壤水分的连续变化,更加适应了当前气象事业发展的需要。

农业气象观测对象多是分散在自然状态下,数据采样点具有分散、周期差别大、市电供应困难、设备安装维护要求高、安全防范要求严等特点。为了开展土壤水分自动观测与人工观测对比和评估工作,以达到农业气象观测规范的要求,使土壤水分自动观测资料更为客观准确,并与目前通用的土壤水分人工观测资料相衔接,具有连续行、可比性和业务服务适用性,从而更好地发挥土壤水分自动观测资料的应用价值,农业气象自动

第1期朱保美,等:DZN1自动土壤水分观测仪及其维护与维修

观测站的维护与维修就尤为重要,它是土壤水分自动观测工作的保障。本文以DZN1自动土壤水分观测仪为例,介绍了农业自动观测站的系统组成、主要功能和日常维护与维修需要注意的问题。

1 系统组成

DZN1自动土壤水分观测仪是应用FDR 原理的土壤水分测量传感器和总线式数据采集技术于一体的自动化测量系统,其技术指标符合中国气象局土壤水分观测仪的设计要求。该系统由传感器、采集器、通信接口和系统电源4部分组成,如图1所示,根据业务需要可配备微机,可显示实时和整点的土壤相对湿度、体积含水量、重量含水率、贮水量等动态变化曲线并自动生成标准数据

文件。根据用户需要,系统可进行扩展,数据采集器可扩展接入风向、风速、温度、湿度、气压、雨量、

地温等气象要素传感器[2]

。

该仪器可广泛用应于气象、生态、农业、地质灾害等领域的探测与研究。该仪器按照实际安装地点可分为:固定地段型(台站式)、作物地段型(野外式)、辅助地段(便携式)等3种。

自动土壤水分观测仪可分为硬件和软件两大部分。硬件包括:传感器、采集器和外围设备等3部分;软件包括采集软件和计算机软件2种,其中台站式土壤水分观测仪的计算机软件安装在观测室的计算机内;野外式土壤水分观测仪需在中心

站安装中心站监控软件。

图1 系统组成图

1.1 土壤水分传感器

采用世界先进技术的频域反射(FDR)土壤湿度传感器,该传感器精密、可靠,耐用,无放射性污染源,采用环保材料制成,全密封,可长期埋设在地下任意深度连续测量。

SW S 406土壤水分传感器应用FDR 原理测量土壤介电常数,从而测得土壤体积含水量。因为土壤内水分变化导致介电常数变化,土壤的体积含水率与介电常数存在函数关系。

SW S 406土壤水分传感器由高频发射器、接

收器、微处理器、探针等组成。高频发射器、接收器、微处理器密封在 40mm 长130m m 的防水室内,4个长60mm 不锈钢探针与之固定相连。

不锈钢探针直接插入土壤。传感器尾部的电缆线用于为传感器提供电源及输出模拟信号。1.2 MDT 30气象数据采集器

MDT 30气象数据采集器以高速微处理器作CPU,外围包括精确的时钟器件、16位A/D 转换器件、128MB 标准CF 卡、耐低温液晶显示器和信号防雷接口等。具有RS 232/RS 485两个标

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