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Technical articles
更新时间：2024-08-20
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美国METER ZL6土壤含水量水势监测系统有几种传感器可选
ZL6土壤水分监测系统是由METER的数据采集器和土壤水分传感器、土壤水势传感器组合而成的监测系统。配置方式灵活多样，安装简单，使用方便。在全球广泛使用，即使在青藏高原等不良环境运行依然工作良好。
METER公司研制的土壤水分传感器，采用了新技术和耐用材料，测量精度高且经济实惠。该传感器可以对多处样地、不同土壤深度的水分含量进行长期连续监测。土壤水分传感器通过测量土壤的介电常数来计算土壤体积含水量。它是此类传感器中对土壤盐度和温度效应敏感度相对较低的一种，而且耗电极少，从而更容易实现长期监测。同时，高分辨率使之能够精准测量每日甚至每小时的水分利用。
METER公司可以接入此系统的土壤水势传感器包括TEROS 21土壤水势传感器和TEROS 32野外高精度土壤水势、温度张力计。两种传感器分别适合监测干端和湿端土壤水势。
系统采用ZL6 云数据采集器，具有6通道，是此系统的核心部件。ZL6可与METER任意型号的传感器连接。操作十分简便，即插即用，可长期安放在野外。耗电量非常小，支持太阳能充电。通过GPRS连接云服务器，通过Zentra Cloud能够实现远程监控设备、管理数据、设置仪器等。
工作原理
土壤水分传感器是电介质型传感器，通过测量传感器上电容的变化，从而测量插入介质的介电常数或电容率。另一种电介质型传感器TDR（时域反射仪），因其价格十分昂贵且相当复杂，大量使用受到限制。由于水的介电常数非常高，因此当土壤中的水分含量变化时，土壤的介电常数也随之发生相当大的变化。METER的土壤水分传感器电路可以把温度变化对测定的影响减小到最小。
TEROS 21传感器由一个湿度传感器和一块已知水分释放曲线的多孔材料组成，当多孔材料与周围土壤达到水分平衡后，湿度传感器测量多孔材料的水分含量，并根据水分释放曲线将水分含量换算成水势。
TEROS 32张力计可通过陶瓷杯将土壤水势传递到传感器内部，从而造成传感器内水压变化，位于传感器内的压力传感器感知信号输出压力变化情况，从而得到相应的水势。
主要优点
耐用材料制成，可长期埋设在样地中，准确监测土壤水分、水势
适于多种地理区域，测量不同深度，系统灵活选配
系统价格和维护费用低廉
通过测量土壤介电常数确定体积含水量
70MHz土壤水分测量频率，对土壤温度和盐度影响的敏感度低
省电耐用降低长期监测费用
分辨率高，可准确监测每天和每小时的含水量
可实现土壤水分、水势、温度和电导率的同步测量
技术参数：
ZL6云数据采集器是适应物联网时代的数据采集器，简化了设备连接、配置、维护、数据获取等环节。尽可能节省科研人员的精力，以便能更多地投身于科研问题的分析上。ZL6可通过ZENTRA Cloud随时随地为您提供实时数据。ZL6精巧的外观设计、太阳能供电、超大存储容量、防水防辐射外壳使之适应野外应用。轻松连接自动识别METER的各种传感器，使之能够实现丰富的功能配置。
主要优点
外形设计坚固耐用
可通过蓝牙与手机里的ZENTRA Utility app通讯
安装简单，6个传感器接口，METER传感器即插即用
内置GPS和大气压温度传感器
远程升级固件
自带太阳能板，搭配可充电镍氢电池，不受供电限制
根据配置不同，可存储40,000 到 80,000+记录
与ZENTRA Cloud协作，可以通过互联网接入，实现实时数据查看。也可以通过USB连接下载数据
实时查看信号强度和连接质量，在安装之前检查监测点的信号
数据在通过无线传输的同时，也保存在数采的存储器中，双重保证数据安全
技术参数
传感器输入端口 | 6个（支持METER模拟、数字或脉冲传感器） |
传感器接口类型 | 3.5mm立体声接口 |
采集间隔 | 5min 到 12h |
报告间隔 | 每小时，亦可额外支付费用以获得更频繁的报告。 |
数据存储 | 8 MB （根据配置不同，可存储40,000 到 80,000+记录） |
存储类型 | 非易失性闪存，断电数据不丢失 |
GPS | 集成56通道GPS/QZSS接收器；位置更新：每天（自动）或 根据需要手动设定；位置准确度：开阔天空环境 ±3 m |
时间同步 | 自动同步和按需同步；GPS系统、蜂窝或软件 |
电池容量 | 6节5号 镍氢或碱性电池 |
镍氢电池充电 | 太阳能或USB |
电池寿命 | 镍氢充电电池：3+ 年，良好日照环境下；碱性电池：3-12个月，取决于配置 |
电脑通讯 | 标准USB缆线，USB A to micro-B |
3G蜂窝参数 | UMTS 3G 5波段蜂窝模块，可回落2G |
3G蜂窝覆盖 | 美国AT&T® 和 T-Mobile®，全球550+合作运营商，蜂窝和数据存储服务由METER提供 |
4G蜂窝参数 | 4G LTE-M 和 NB-IoT cellular |
4G蜂窝覆盖 | 美国AT&T®，Sprint® 或Verizon®，蜂窝和数据存储服务由METER提供 |
互联网下载 | SSL/TLS加密 |
移动通讯 | 蓝牙5.2，支持蓝牙低能量协议 |
外壳材质 | 防风雨、耐冲击、抗紫外线聚合物 |
防护等级 | IP56, NEMA 3R |
外壳尺寸 | 14.9 cm × 25.0 cm × 6.3 cm (5.9 in × 9.9 in × 2.5 in) |
外壳打开方式 | 带锁扣铰链门，可以挂锁或用扎带锁定 |
工作环境 | -40~60℃ |
遵循标准 | ISO 9001:2015；EM ISO/IEC 17050:2010 (CE Mark) |
全自动云数据采集器标准配置
在ZL6的基础上拓展了数据无线传输和云管理的能力。包含3年的ZENTRA Cloud服务，15分钟自动实时数据上传，自动云备份。可以通过互联网接入，实现实时数据查看。也可以通过USB连接下载数据。
可选传感器
模拟传感器
TEROS 10 传感器
土壤水分传感器
测定体积含水量（VWC）是利用电容和频域技术来测量介质的介电常数的。选用70 MHz的频率，对介质的盐度和结构的影响最小，几乎可在任何土壤或无土基质中准确测定体积含水量。
EC-5传感器
EC5
可以测量培养基和土壤的体积含水量(土壤湿度)。由于EC-5高频率特征，使得它大大降低了电导率（EC）和土壤质地对其读数的影响，这一特点适用于所有土壤类型；高测量频率还提高了传感器的准确度和量程。
10HS传感器
土壤水分传感器
可测量较大体积内土壤的含水量，测量范围达到1100cm3。受土壤质地和电导率影响小。
数字传感器
TEROS 12 传感器
TEROS12土壤水分、温度、电导率传感器兼具准确性、经济型、易用性和可靠性。TEROS 12传感器可连接METER的新数采，如ZL6，可实现传感器的即插即用和数据的云端存储管理。
TEROS 11 传感器
TEROS 11 可测量土壤体积含水量和土壤温度，采用的70MHz电容技术，环氧树脂封装传感器头部。不锈钢探针便于插入土壤，配合METER的安装工具，能大限度降低测量误差，探头耐盐，野外长期测量状态稳定，数据更准确。连接METER的ZL6使用，可以通过Zentra云平台管理，随时随地通过互联网获取数据。
土壤水势感器
TEROS 21 传感器
TEROS 21传感器由一个湿度传感器和一块已知水分释放曲线的多孔材料组成，当多孔材料与周围土壤达到水分平衡后，湿度传感器测量多孔材料的水分含量，并根据水分释放曲线将水分含量换算成水势。同时还测量温度数据。
TEROS 32 传感器
TEROS 32 张力计是一款测量湿端土壤的野外用土壤水势传感器，适合野外长期监测土壤水势和土壤温度。
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