Le CS650 est un capteur intelligent multiparamètre qui utilise des techniques innovantes pour mesurer la teneur en eau volumétrique, la conductivité électrique et la température du sol. Il envoie un signal SDI-12 que beaucoup de nos centrales de mesure peuvent recevoir.
Lire la suiteLa sonde est constituée de deux tiges en acier inoxydable de 30 cm, connectées à un circuit imprimé. Le circuit imprimé est encapsulé dans de l'époxy et un câble blindé câblé à ce circuit, permet de connecter la sonde à une centrale de mesure.
La sonde CS650 mesure le temps de propagation, l’atténuation du signal et la température. La permittivité diélectrique, la teneur en eau volumétrique et la conductivité diélectrique sont ensuite déterminées à partir de ces valeurs brutes.
La mesure de l’atténuation du signal permet de corriger le temps pour lequel la réflexion de l’onde est détectée. Cette correction permet d’améliorer la mesure du temps de propagation. Par conséquent, il est possible de mesurer des teneurs en eau précises sans étalonnage préalable de la sonde dans des sols dont la conductivité ≤3 dS m-1. La conductivité électrique est également calculée par la mesure de l’atténuation du signal.
Une thermistance, en contact thermique avec une tige de la sonde placée, près de la surface de l'époxy, mesure la température. L'installation horizontale du capteur permet une mesure de température du sol et de la teneur en eau volumétrique précise pour la profondeur considérée. La mesure de température dans d'autres orientations sera celle de la région près de l'entrée de la tige située à proximité du boîtier en époxy.
Les abréviations suivantes sont utilisées dans le texte :
CE = Conductivité électrique
VWC = Teneur en eau volumique.
in. = pouce
ft = pied
Mesures effectuées | Conductivité électrique (EC), permittivité diélectrique relative, teneur en eau volumétrique (VWC) et température du sol |
Équipement requis | Centrale de mesure |
Type de sol | Les tiges longues avec un grand volume de détection (> 6 L) conviennent aux sols avec une conductivité électrique faible à modérée. |
Tiges | Non remplaçable |
Capteurs | Non interchangeable |
Volume mesuré | 7800 cm3 (~7.5 cm de rayon autour de chaque tige et 4,5 cm en bout de tige) |
Compatibilité Électromagnétique |
Conforme à la norme CE (EN61326 vis à vis de la protection contre les décharges électrostatiques.) |
Température de fonctionnement | -50°C à +70°C |
Sortie du capteur | SDI-12; série RS-232 |
Temps de chauffage | 3 s |
Temps de mesure | 3 ms pour la mesure ; 600 ms pour effectuer la commande SDI-12 complète |
Tension d'alimentation requise | 6 à 18 Vcc (a besoin de 45 mA @ 12 Vcc.) |
Longueur de câble maximum | 610 m en combinant jusqu’à 25 capteurs connectés au même port de contrôle d’une centrale de mesure. |
Espacement entre les tiges | 32 mm (1.3 in.) |
Indice de protection | IP68 |
Diamètre des tiges | 3,2 mm (0.13 in.) |
Longueur des tiges | 300 mm (11.8 in.) |
Dimensions de la tête de la sonde | 85 x 63 x 18 mm (3.3 x 2.5 x 0.7 in.) |
Poids du câble | 35 g par m (0.38 oz par ft) |
Poids de la sonde | 280 g (9.9 oz) sans câble |
Consommation en courant |
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Active (3 ms) |
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Au repos | 135 µA typiquement (@ 12 Vcc) |
Conductivité électrique |
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Gamme pour solution CE | 0 à 3 dS m-1 |
Gamme CE globale ou volumique | 0 à 3 dS m-1 |
Exactitude de mesure | ±(5% de lecture + 0,05 dS m-1) |
Fidélité de mesure | 0,5% de la CEV (CE volumique) |
Permittivité diélectrique relative |
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Gamme de mesure | 1 à 81 |
Exactitude de mesure |
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Fidélité de mesure | < 0,02 |
Teneur en eau volumique |
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Gamme de mesure | 0 à 100% (avec la commande M4) |
Exactitude de mesure de la teneur en eau |
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Fidélité de mesure | < 0,05% |
Température du sol |
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Gamme de mesure | -50°C à +70°C |
Résolution | 0,001°C |
Exactitude de mesure |
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Fidélité de mesure | ±0,02°C |
Veuillez noter : Ce qui suit montre des informations de compatibilité générales. Ce n'est pas une liste complète de tous les produits compatibles.
Produits | Compatibilité | Note |
---|---|---|
CR1000 (obsolète) | ||
CR1000 (obsolète) | ||
CR1000 (obsolète) | ||
CR1000 (obsolète) | ||
CR1000 (obsolète) | ||
CR1000 (obsolète) | ||
CR1000 (obsolète) | ||
CR1000 (obsolète) | ||
CR1000 (obsolète) | ||
CR1000X | ||
CR200X (obsolète) | ||
CR216X (obsolète) | ||
CR300 | ||
CR3000 (obsolète) | ||
CR310 | ||
CR350 | ||
CR5000 (obsolète) | ||
CR6 | ||
CR800 | ||
CR850 | ||
CR9000X (obsolète) |
Une source extérieure d'interférences peut affecter le bon fonctionnement de la sonde. Ainsi la sonde doit être placée loin d’une source d'interférences, d’une ligne électrique ou d’un moteur.
Plusieurs sondes CS650 peuvent être installées à 10 cm l'une de l'autre, à condition d'utiliser la commande standard "M" de l'instruction SDI-12 de la centrale de mesure. La commande "M" de l'instruction SDI-12 permet qu'à une seule sonde d'être activée à la fois.
Le CS650G (référence 009746) rend l'insertion de la sonde dans le sol plus facile dans les sols compactes ou rocheux. Cet outil peut être martelé dans le sol avec une force qui pourrait endommager le capteur si le CS650G n'était pas utilisé. Il permet de réaliser des ''avant trous" dans lesquels les tiges des sondes peuvent ensuite être insérées. Le CS650G remplace le pilote et le guide d'insertion.
Current CS650 and CS655 firmware.
Note: The Device Configuration Utility and A200 Sensor-to-PC Interface are required to upload the included firmware to the sensor.
Nombre de FAQ au sujet de(s) CS650: 53
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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.
On s'attend à ce que la permittivité des sédiments saturés dans un cours d'eau soit comprise entre 25 et 42, tandis que la permittivité de l'eau est proche de 80. Une CS650 ou une CS655 installée dans des sédiments saturés pourrait être utilisée pour surveiller l'érosion des sédiments. Si la permittivité augmente continuellement au-delà de la lecture saturée initiale, cela indique que les sédiments autour des tiges du capteur ont été érodés et remplacés par de l'eau. Un étalonnage pourrait être effectué qui rapporte la permittivité à la profondeur des tiges encore dans le sédiment.
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'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.
Dans un sol qui a une fraction importante de loam, terreau, loam limoneux, limono-argileux, loam argileux, argile, le CS655 est une option appropriée parce que ces sols ont tendance à être plus électriquement conducteur, et le CS655 fonctionne sur une plus grande plage de la conductivité électrique que le CS650. Dans les applications où un plus petit volume de mesure est souhaitée, tels que des pots de fleur de grande taille, les tiges de 12 cm de long du CS655 sont préférables aux tiges de 30 cm de long du CS650.
A thermistor is encased in the epoxy head of the sensor next to one of the stainless-steel rods. This provides an accurate point measurement of temperature at the depth where that portion of the sensor head is in contact with the soil. This is why a horizontal placement is the recommended orientation of the CS650 or CS655. The temperature measurement is not averaged over the length of the sensor rods.
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.
La CS650 et la CS655 peuvent détecter l'eau aussi loin que 10 cm de sable humide. Cette distance diminue lorsque le sol sèche jusqu'à environ 4 cm de sable sec. En pratique, une profondeur de 5 cm donnera une lecture de la teneur en eau qui se trouve dans la spécification de précision du capteur, même si une petite quantité d'air près de la surface du sol est détectée et calculée en moyenne dans la lecture.
Note : Campbell Scientific ne recommande pas d'installer le capteur à une profondeur inférieure à 5 cm.
The electrical conductivity (EC) of sea water is approximately 48 dS/m. The CS650 can measure permittivity in water with EC between 0 and 3 dS/m. EC readings become extremely unstable at conductivities higher than 3 dS/m and are reported as NAN or 9999999. Because EC is part of the permittivity equation, an EC reading of NAN leads to a permittivity reading of NAN as well. Thus, the CS650 cannot provide good readings in sea water.
With regard to sea ice, the electrical conductivity drops significantly when sea water freezes and the permittivity changes from approximately 88 down to approximately 4, as the water changes from a liquid to a solid state. With both EC and permittivity falling to levels that are within the CS650 measurement range, the sensor is expected to give valid readings in sea ice. The sensor is rugged and can withstand the cold temperatures. However, as the ice melts, there will be a point at which the electrical conductivity becomes too high to acquire a valid reading for either permittivity or electrical conductivity.
If information is available on soil texture, organic matter content, and electrical conductivity (EC) from soil surveys or lab testing of the soil, it should be possible to tell if the soil conditions fall outside the range of operation of the sensor. Without this information, an educated guess can be made based on soil texture, climate, and management:
When in doubt about soil texture and electrical conductivity, Campbell Scientific recommends using a CS655 because of the sensor’s wider range of operation in electrically conductive soils, as compared with the CS650.
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.