TRS-I型土壤水勢(shì)和溫度監(jiān)測(cè)儀，采用土壤水勢(shì)傳感器和溫度傳感器各一支用來(lái)測(cè)定多點(diǎn)土壤水勢(shì)和溫度的便攜式溫濕測(cè)定儀。它既保證了測(cè)定的精度，又降低了多點(diǎn)觀察的成本。適用于農(nóng)田和盆栽土壤的水分和溫度測(cè)定。

（一）土壤水勢(shì)測(cè)定：

圖1  水勢(shì)與溫度監(jiān)測(cè)儀工作狀態(tài)示意圖

    如圖1所示多個(gè)水勢(shì)探頭埋設(shè)于田間，只要將測(cè)筒頂部注射針穿刺水勢(shì)探頭上部的橡皮塞，則水勢(shì)探頭內(nèi)水勢(shì)值將在顯示器上被讀出。測(cè)筒內(nèi)裝有一只壓力傳感器，其一端與注射針相連。另一端經(jīng)電纜與顯示器相連。顯示器內(nèi)電路一方面對(duì)傳感器供電，又將傳感器的輸出訊號(hào)放大，并經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換而數(shù)字化，顯示在顯示屏上。一臺(tái)顯示器可完成上百個(gè)水勢(shì)探頭的測(cè)數(shù)任務(wù)，明顯節(jié)省了成本。

液晶顯示數(shù)值為0～100KPa。精度為±1KPa。顯示屏數(shù)顯的單位為千帕斯卡（KPa）。

（二）溫度測(cè)定：

采用白金電阻溫度傳感器，傳感器裝于探頭頂部。傳感器內(nèi)極細(xì)白金絲的電阻隨溫度變化而呈線性變化。這種變化由顯示器內(nèi)阻抗探測(cè)器所感知，并經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換顯示在顯示屏上。

（一）土壤水勢(shì)測(cè)定：

1、使用前水勢(shì)探頭（陶瓷頭）應(yīng)在水中浸泡3個(gè)小時(shí)以上。

2、在水勢(shì)探頭塑料管內(nèi)注滿(mǎn)冷開(kāi)水，塞緊橡皮塞。在選好的埋設(shè)點(diǎn)用土鉆打孔至預(yù)定深度。往洞底倒入約5毫升泥漿，把水勢(shì)探頭插入洞中。將塑桿周?chē)�土壤搗實(shí)。水勢(shì)探頭埋設(shè)深度自陶瓷管中部至土面的距離計(jì)算。

3、顯示器的準(zhǔn)備：

將顯示器頂部選擇開(kāi)關(guān)推向水勢(shì)傳感器插座方向。

將傳感器電纜插頭插入顯示器插座處，打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)。這時(shí)顯示屏顯示為“0”，若不是“0”，應(yīng)擰動(dòng)調(diào)零電位器使其為“0”（調(diào)零方法詳見(jiàn)三、顯示器的調(diào)整）。

4、水勢(shì)探頭埋入濕潤(rùn)土壤1小時(shí)，干燥土壤數(shù)小時(shí)后，即可進(jìn)行土壤水勢(shì)測(cè)定。測(cè)定時(shí)只要打開(kāi)顯示器電源將測(cè)筒上注射針逐一刺入各水勢(shì)探頭橡皮塞，即可從顯示屏上讀取各測(cè)點(diǎn)水勢(shì)數(shù)據(jù)。讀數(shù)應(yīng)在溫度變化較小的上午進(jìn)行。

5、測(cè)試完畢關(guān)閉電源。

6、計(jì)算：

土壤水勢(shì)(KPa)＝水勢(shì)讀數(shù)-探頭水柱高(cm)/10.2

公式中：10.2是厘米水柱高轉(zhuǎn)換為千帕斯卡(KPa)的轉(zhuǎn)換系數(shù)。

        探頭水柱高是從橡皮塞下緣到陶瓷頭中心高度。

（二）溫度測(cè)定

     將顯示器頂部選擇開(kāi)關(guān)推向溫度傳感器插座方向。打開(kāi)顯示器電源開(kāi)關(guān)。

     將溫度傳感器頂端插入需水測(cè)溫的位置，2分鐘后即可讀數(shù)。若土壤堅(jiān)硬，可用鐵棒幫助打孔至需要測(cè)定的位置。將傳感器推入即可。

 

    （一）土壤水勢(shì)傳感器的標(biāo)定：

儀器的零位調(diào)整

1、出廠前對(duì)顯示器已進(jìn)行過(guò)標(biāo)定，因此，不能擰動(dòng)調(diào)滿(mǎn)度的螺絲。將傳感器測(cè)筒的電纜插頭插入顯示器插座后，打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，顯示屏上應(yīng)顯示為0。若不是0，應(yīng)通過(guò)調(diào)零旋鈕校準(zhǔn)零點(diǎn)。顯示器面板下方二個(gè)旋鈕為調(diào)零旋鈕。若顯示器顯示為負(fù)值，先順時(shí)針擰左面電位器到頭（底），再反時(shí)針擰右面電位器使顯示屏數(shù)字為零。若顯示為正值，先順時(shí)針擰右面電位器到頭（底），再反時(shí)針擰左面電位器，使顯示屏上數(shù)字為零。

配合調(diào)正二個(gè)零位電位器，其原則是：其中有一個(gè)電位器必須順時(shí)針擰到頭。

2、儀器的標(biāo)定：

出廠時(shí)儀器已經(jīng)過(guò)標(biāo)定。使用時(shí)只要進(jìn)行上述零位調(diào)整即可。

只有在更換傳感器或滿(mǎn)度電位器被擰動(dòng)時(shí)（平時(shí)可用膠紙封住調(diào)滿(mǎn)度電位器的口，以免隨意擰動(dòng)）。就需進(jìn)行儀器標(biāo)定。

滿(mǎn)度標(biāo)定時(shí)以水銀壓力表做標(biāo)準(zhǔn)壓力計(jì)（如圖2所示）。若此時(shí)的兩水銀柱的高差為70厘米，其水勢(shì)為：

          S＝(70×13.6)÷10.2＝93.3KPa

通過(guò)調(diào)滿(mǎn)度電位器使熒屏顯示為93.3KPa。

將注射針從橡皮塞中拔出，通過(guò)調(diào)零位電位器（按前面講過(guò)的方法）將熒屏上數(shù)字調(diào)為零。

再將注射針刺入橡皮塞，再一次調(diào)正滿(mǎn)度數(shù)字。然后，再一次拔出注射針調(diào)節(jié)零位。經(jīng)兩次反復(fù)調(diào)節(jié)，儀器的標(biāo)定即告完成。

 

 

圖2  水勢(shì)傳感器標(biāo)定示意圖

 

（二）溫度傳感器的標(biāo)定：

    本溫度傳感器是白金電阻式傳感器。其0℃時(shí)的電阻是1000歐姆。50℃時(shí)的電阻為1194歐姆。對(duì)溫度傳感器的標(biāo)定約半年進(jìn)行一次。

進(jìn)行步驟：

1、打開(kāi)顯示器背蓋。

2、從溫度傳感器接入插座處引出兩條接線。接上電阻箱接線柱。

3、將電阻箱電阻調(diào)到1000+A歐姆處。A為溫度傳感器電纜電阻。若電纜單線電阻為0.14歐姆。電纜長(zhǎng)為2米。則A=0.14歐／米＊２米＊２＝0.56歐姆（傳感器為雙線，所以實(shí)際線長(zhǎng)4米）。

4、請(qǐng)看示意圖。以打開(kāi)的顯示器北面可以看到其右上方有2K和10K兩個(gè)藍(lán)色可調(diào)電位器。他們分別是0℃和50℃時(shí)可調(diào)電位器。

一面注視反面顯示屏數(shù)字，一面用小起子調(diào)節(jié)2K電位器，使顯示屏顯示為0。

5、將電阻箱電阻調(diào)到1194+A歐姆處。調(diào)節(jié)10K電位器，使顯示屏?xí)�顯示為50。

6、反復(fù)調(diào)電阻至1000+A和1194+A歐姆處。使顯示屏分別為0和50，直至不變。標(biāo)定即告完成。

如果沒(méi)有電阻箱也可用線繞標(biāo)準(zhǔn)電阻進(jìn)行。按電阻實(shí)際值標(biāo)得溫度數(shù)進(jìn)行標(biāo)定。因?yàn)樵搨鞲衅鞯碾娮枧c溫度關(guān)系是非常近乎線性關(guān)系的。

                                  溫度傳感器標(biāo)定示意圖

 

儀器應(yīng)維持一定的電壓，當(dāng)電壓低于工作電壓時(shí)，熒屏上顯示Lo BAT字樣，此時(shí)即應(yīng)充電，否則將影響讀數(shù)精度。

儀器電源配用NI-Cd8.4V鎳鎘充電電池，并配有專(zhuān)門(mén)充電器，充電時(shí)土壤水勢(shì)監(jiān)測(cè)器不能工作。充電時(shí)先把充電插頭插上，再把充電器插上220V交流電源插座。應(yīng)當(dāng)在充電器紅色燈轉(zhuǎn)為綠色燈發(fā)亮后再充6-10小時(shí)，或用電壓表在充電時(shí)測(cè)量電池電壓，應(yīng)當(dāng)達(dá)到9.8V。

為節(jié)約用電，儀器有自動(dòng)關(guān)閉電源供電功能（約15分鐘），自動(dòng)關(guān)閉電源后，再使用時(shí)，應(yīng)當(dāng)先關(guān)閉電源開(kāi)關(guān)后，再開(kāi)電源開(kāi)關(guān)。

    水勢(shì)測(cè)定精度±2Kpa。讀數(shù)響應(yīng)時(shí)間不大于2秒。

    溫度測(cè)定精度±0.5℃。讀數(shù)響應(yīng)時(shí)間不大于2秒。

    工作電源：9VDC。

1、水勢(shì)探頭的加水頻度：

    埋設(shè)于田間的水勢(shì)探頭其儀器內(nèi)的氣泡會(huì)逐漸增加。其增加速度與土壤干燥度有關(guān)。為保持儀器的靈敏度，應(yīng)定期打開(kāi)橡皮塞往管內(nèi)注滿(mǎn)水。每次加水的時(shí)間間隔，可根據(jù)測(cè)定的土壤水勢(shì)值來(lái)判斷：

    當(dāng)測(cè)得土壤水勢(shì)為0～20KPa范圍時(shí)，約12天加一次水。

    當(dāng)測(cè)得土壤水勢(shì)為20～50KPa范圍時(shí)，約7天加一次水。

    當(dāng)測(cè)得土壤水勢(shì)為>50KPa范圍時(shí)，約5天加一次水。

    每次加水在當(dāng)天取得讀數(shù)后進(jìn)行。

    2、橡皮塞的更換：

    水勢(shì)探頭的橡皮塞應(yīng)塞緊。皮塞由氯丁橡膠制成，不易老化，彈性好。針刺后的皮塞不會(huì)漏氣。長(zhǎng)期使用若發(fā)生漏氣現(xiàn)象時(shí)，可更換橡皮塞。每支水勢(shì)探頭配有3只皮塞。

    3、注射針的更換：

    若發(fā)生注射針折斷現(xiàn)象，應(yīng)更換新的。