CS650 Sonde réflectométrique de teneur en eau du sol (30 cm)

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1. Les tiges du CS650 peuvent-elles être raccourcies ?

   Campbell Scientific ne recommande pas expressement de raccourcir les tiges du capteur. L'électronique dans la tête du capteur a été optimisée pour fonctionner avec des tiges de 30 cm de long. Le raccourcissement de ces tiges changera la moyenne de la période. Par conséquent, les équations dans le firmware deviendront invalides et donneront des lectures inexactes.

2. With regard to the CS650 and the CS655, is there a generic calibration equation for organic soil?

   No. The equation used to determine volumetric water content in the firmware for the CS650 and the CS655 is the Topp et al. (1980) equation, which works for a wide range of mineral soils but not for organic soils. In organic soils, the standard equations in the firmware will overestimate water content.

   When using a CS650 or a CS655 in organic soil, it is best to perform a soil-specific calibration. For details on performing a soil-specific calibration, refer to “The Water Content Reflectometer Method for Measuring Volumetric Water Content” section in the CS650/CS655 manual. A linear or quadratic equation that relates period average to volumetric water content will work well.

3. With regard to the CS650 and the CS655, is there a generic calibration equation for artificial soil?

   No. The equation used to determine volumetric water content in the firmware for the CS650 and the CS655 is the Topp et al. (1980) equation, which works for a wide range of mineral soils but not necessarily for artificial soils that typically have high organic matter content and high clay content. In this type of soil, the standard equations in the firmware will overestimate water content.

   When using a CS650 or a CS655 in artificial soil, it is best to perform a soil-specific calibration. For details on performing a soil-specific calibration, refer to “The Water Content Reflectometer Method for Measuring Volumetric Water Content” section in the CS650/CS655 manual. A linear or quadratic equation that relates period average to volumetric water content will work well.

4. Do the CS650 and the CS655 correct readings for temperature changes?

   No. The temperature sensor is located inside the sensor’s epoxy head next to one of the sensor rods. The stainless-steel rods are not thermally conductive, so the reported soil temperature reading is actually the temperature of the sensor head. If the CS650 or the CS655 is installed horizontally, which is the preferred method, then the sensor head will be at the same temperature as the soil, and the soil temperature value will be accurate. However, if the sensor is installed vertically, and/or with the sensor head above ground, the soil temperature reading will be less accurate. Because the sensor orientation is not known, no temperature correction was written into the firmware.  

5. Comment les lectures CS650 ou CS655 doivent-elles être corrigées pour la température ?

   Le manuel des CS650/CS655 donne une correction en température qui fonctionne dans du sable grossier, mais elle doit être utilisée avec précaution avec d'autres types de sol. Si une correction de température est nécessaire, il est préférable de déterminer une correction de température spécifique au sol.

   Lors de la correction de la température, les effets suivants contribuent à la sortie du capteur :

   • L'effet de la température sur l'électronique de mesure à l'intérieur de la tête du capteur. Il s'agit d'un effet relativement faible par rapport aux autres effets de température.
   • La variation de la permittivité diélectrique de l'eau avec la température. À 0°C, la permittivité de l'eau est d'environ 88, à 20°C, elle est d'environ 80 et à 70°C, elle est d'environ 64. Si le capteur est dans un sol à n'importe quelle teneur en eau donnée, la perméabilité changeante de l'eau entraînera une moyenne de la période à 0°C supérieure à celle de 20°C. Le même sol aura une moyenne inférieure à 70°C qu'à 20°C. En d'autres termes, le capteur surestime le contenu de l'eau à des températures plus froides et le sous-estime à des températures plus chaudes. Cependant, cela ne s'applique que si la conductivité électrique est négligeable.
   • La variation de la teneur en eau comme eau liée est capturée et relâchée. Dans les sols à forte teneur en argile, une partie de l'eau est partiellement ou totalement immobilisée par des charges électriques à la surface des minéraux argileux. La quantité d'eau liée dépend de la température et peut avoir un faible effet sur les lectures du capteur.
   • L'effet de la température sur la conductivité électrique (EC) sur la moyenne de la période. La conductivité électrique augmente avec la température; À mesure qu'elle augmente, elle diminue la moyenne de la période.

   L'interaction de ces effets peut être compliquée. Par exemple, pendant l'augmentation de la température, deux choses se produisent en même temps: la baisse de la permittivité de l'eau diminue la moyenne de la période et l'EC croissante augmente la moyenne de la période. Le résultat net est de savoir si la moyenne de la période augmente ou diminue en fonction de la conductivité du sol et des contributions des autres effets de température.

6. With the CS650 and the CS655, where is the water content measurement made?

   The volumetric water content reading is the average water content over the length of the sensor’s rods.

7. With the CS650 and the CS655, where is the electrical conductivity measurement made?

   The bulk electrical conductivity (EC) measurement is made along the sensor rods, and it is an average reading of EC over that distance at whatever depth the rods are placed.

8. Can the CS650 and the CS655 measure water content between 0 and 0.05?

   Probably not. The principle that makes these sensors work is that liquid water has a dielectric permittivity of close to 80, while soil solid particles have a dielectric permittivity of approximately 3 to 6. Because the permittivity of water is over an order of magnitude higher than that of soil solids, water content has a significant impact on the overall bulk dielectric permittivity of the soil. When the soil becomes very dry, that impact is minimized, and it becomes difficult for the sensor to detect small amounts of water. In air dry soil, there is residual water that does not respond to an electric field in the same way as it does when there is enough water to flow among soil pores. Residual water content can range from approximately 0.03 in coarse soils to approximately 0.25 in clay. In the natural environment, water contents below 0.05 indicate that the soil is as dry as it is likely to get. Very small changes in water content will likely cause a change in the sensor period average and permittivity readings, but, to interpret those changes, a very careful calibration using temperature compensation would need to be performed.  

9. Can the cable of the CS650, CS655, CS616, or CS625 be spliced?

   Campbell Scientific does not recommend splicing sensor cables. Sensors may be ordered with custom cable lengths, and Campbell Scientific recommends purchasing the correct length for the application. If the sensor cable needs to be lengthened, a junction box (if practical) is a more favorable option than a splice.

   Note: A splice will void the sensor warranty, but a junction box does not modify the sensor and therefore does not void the warranty.

10. Le câble pour CS650 ou CS655 peut-il être raccourci ?

    Les modifications apportées au CS650 ou CS655, y compris le raccourcissement du câble, annuleront la garantie. Cependant, le raccourcissement du câble n'affectera pas les performances du capteur. Si une décision est prise pour raccourcir le câble, il faut prendre soin d'éviter d'endommager la gaine du câble et d'exposer le fil nu, sauf aux extrémités qui se connectent aux bornes de la centrale de mesure ou du multiplexeur.