
在土壤及生態(tài)環(huán)境研究中,土壤水分含量是一個(gè)避不開的話題。它是打開土壤這個(gè)“黑盒子"的一把鎖。所以,測(cè)量土壤水分含量的方式方法,一直在推陳出新,百花齊放。從野外取土烘干稱重計(jì)算,到現(xiàn)在的原位快速測(cè)量,節(jié)省了大量的人力物力,使得土壤從宏觀大范圍普查,到微觀精細(xì)研究,都有了趁手的工具。
那該怎么選擇一把合適自己的“裝備"呢?
我們選取了三家在國(guó)內(nèi)外經(jīng)久不衰,口碑良好的廠家(Acclima、meter和Delta-T),以其代表性產(chǎn)品型號(hào)TDR-315N、Teros12和wet150,從原理、參數(shù)對(duì)比到適用場(chǎng)景一一列舉給諸位參考:
一、 原理對(duì)比
1、 時(shí)域反射法(TDR):發(fā)射納秒級(jí)電磁脈沖,通過測(cè)量信號(hào)在探針間的?傳播時(shí)間與反射波形?,以5皮秒分辨率分析介電常數(shù)變化,直接計(jì)算體積含水量。如Acclima的TDR-315N傳感器。
核心優(yōu)勢(shì):測(cè)量精度高,抗干擾強(qiáng)
2、 頻域反射法(FDR):目前應(yīng)用最為廣泛的技術(shù),通過發(fā)射高頻電磁波(50MHz~300MHz)測(cè)量土壤介電常數(shù)來推算含水量。如Delta-T的WET150。
核心優(yōu)勢(shì):響應(yīng)速度快,能耗低,適合長(zhǎng)期野外監(jiān)測(cè),且無需對(duì)每種土壤進(jìn)行復(fù)雜校準(zhǔn),性能均衡。
3、 高頻電容法(FDR進(jìn)階):采用?70MHz 高頻電容技術(shù)?,通過測(cè)量土壤介電常數(shù)來精準(zhǔn)推算體積含水量,并利用高頻信號(hào)有效降低了土壤鹽分和質(zhì)地對(duì)測(cè)量結(jié)果的干擾,是美國(guó)METER的核心產(chǎn)品。
核心優(yōu)勢(shì):性能穩(wěn)定,在高鹽堿土壤中表現(xiàn)優(yōu)秀
二、 關(guān)鍵參數(shù)對(duì)比
參數(shù) | Acclima TDR-315N | Meter TEROS12 | Delta-T WET150 |
輸出參量參數(shù) | 五參數(shù):VWC,T,EC,PoreEC和介電常數(shù) | 三參數(shù):VWC,T,EC | 五參數(shù):VWC,T,EC,PoreEC和介電常數(shù) |
VWC量程 | 0~100% | 礦質(zhì)土校準(zhǔn):0.00~0.70 m3/m3 非土壤介質(zhì)校準(zhǔn):0.0~1.0 m3/m3 | 0~1 m3/m3 |
VWC精度 | +/-2%FS | 典型礦物質(zhì)土通用校準(zhǔn): ± 0.03 m3/m3 (± 3.00% VWC)中,土壤溶液電導(dǎo)率< 8,000時(shí)μS/cm; 在任何多孔介質(zhì)中特殊校準(zhǔn):±0.01- 0.02 m3/m3 (±1-2% VWC) | +/-0.03 m3/m3 (0.05~1m3/m3,0~500ms/m內(nèi)精確) |
溫度量程 | -40℃~55℃ | -40~60℃ | -20~60℃ |
溫度精度 | (5~35℃)+/- 0.25℃;(-15~55)+/-0.5 | ±0.5℃@?40 ~ 0℃;±0.3℃@0~60℃ | +/-1℃(-20~50℃內(nèi)精確) |
電導(dǎo)率量程 | 0~3000μS/cm | 0 – 20,000 μS/cm | 0~1200ms/m |
EC精度 | 0~1000μS/cm: +/-25μS/cm; 1000~2500μS/cm: +/-2.5%; 2500~3000μS/cm: +/-5% | ±(5%+10 μS/cm) @0~10,000 μS/cm ± 8% @10,000~20,000 μS/cm | +/-10ms/m+6% |
信號(hào)輸出 | SDI12 | SDI12或DDI | SDI12 |
探針長(zhǎng)度 | 15cm | 5.5cm | 5.1cm |
三者在水分、溫度和電導(dǎo)率都有著不俗的表現(xiàn)。關(guān)鍵差異點(diǎn):
l TDR-315N在低鹽或普通礦物質(zhì)土壤中,含水量精度表現(xiàn)優(yōu)異;
l Teros12在高鹽的土壤環(huán)境中,表現(xiàn)穩(wěn)定和優(yōu)秀;
l Wet150綜合能力優(yōu)異,性能均衡。
三、適用場(chǎng)景及建議
1、TDR-315N,精度高,相應(yīng)速度快,特別適合科研固定監(jiān)測(cè),在高鹽環(huán)境中表現(xiàn)相對(duì)局限。
2、Teros12,性價(jià)比高,抗干擾能力強(qiáng)。
3、Wet150:普適性強(qiáng),最重要的是極其穩(wěn)固耐用。