Hydra Probe II土壤三参数复合传感器

用途：Hydra土壤水分温度电导率传感器可以同时测量出土壤体积含水量、土壤电导率、土壤温度等参数。传感器输出信号有模拟信号、SDI-12和RS485三种可以进行选择，广泛用于农学、水文学、气象学、地球物理学及土木工程学的研究和生产领域。

土壤水分盐分温度传感器原理：

Hydra Probe 独有的测量方法使得与其他传感器相比在多数土壤中更精确和可靠，电子土壤传感器土壤水分校准曲线基于他们复合介电常数(Topp 1980)。

复合介电常数是一种材料在电场中产生感应电荷的能力。当电磁波通过土壤传导，部分能量被储存，而另一部分能量损耗，散失的能量和储存的能量之间的数学关系也不是一成不变的。

反映储能部分或者电容特性的的实部，和水的转动偶极矩直接相关(Logsdon 2005，Seyfried 2004)，这一原理被用于土壤水分的测量。虚部代表能量的损耗，包括电导率、频率、分子松弛等(Hilhorst 2000)。

表观介电常数是包含了实部和虚部的一个电介质复数介电常数(Jones 2005，Seyfried 2007)。除了Hydra Probe之外，多数传感器都采用了诸如TDR(Blonquist 2005)，TDT(Blonquist 2005B)，RF共振频率电容法(Kelleners 2004)以及SIP简化阻抗探针法(Gaskin 1996)，以上测量方法全部基于表观介电常数。介电常数的虚部对于温度、频率、土壤含盐量和土壤质地等条件非常敏感，因而包含了介电常数虚部特征的表观介电常数，对于温度、频率、土壤含盐量和土壤质地同样也是敏感的(Blonquist 2005)。

鉴于多数土壤传感器对土壤水分的计算都是基于表观介电常数，并不是真正的实际介电常数(实部)，所以这些传感器受土壤温度、盐分、质地的严重影响。相比之下，Hydra Probe 受土壤条件的影响就很小。

Hydra Probe是一种介电阻抗传感器，它采用的是一种利用同轴波导将实部和虚部完美剥离的方法(Campbell 1990)。通过一个发射信号和两个反射信号，由于介电常数的实部和虚部对应的两个反射信号的阻抗不同，通过一个麦克斯韦方程组数学模型被分别计算(Campbell 1988，Kraft 1987)。这些复杂的数学计算是由一个内置在Hydra Probe壳内的微处理器来完成的。

传感器校准

如前边介绍的，Hydra Probe的校准基于实际介电常数，而非其他传感器所使用的表观介电常数，因此它比其他传感器更精确可靠。LOAM壤土校准是Hydra Probe 进行的最主要的土壤校准，适合多数的土壤测量。LOAM壤土的校准基于美国农业部M.S. Seyfried的研究(Seyfried 2005)。20种代表不同的质地、形态和矿质含量的一系列土壤经过研究，为土壤水分测量提供最好校准曲线。

同时，Hydra Probe 还进行了沙土、粘土、亚粘土的校准;如果需要，客户也可以根据自己使用的特殊区域要求，自行校准。

技术规格：