CS655 Sonde réflectométrique de teneur en eau du sol (12 cm)

Aperçu

Le CS655 est un capteur multiparamètre intelligent, utilisant 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. Cette sonde a des tiges plus courtes (12 cm) que la sonde CS650, pour des sols plus difficiles à instrumenter.

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Avantages et caractéristiques

  • Large volume de mesure pour réduire les erreurs
  • Mesures corrigées pour les effets de la texture du sol et de la conductivité électrique
  • Estimations de la teneur en eau du sol pour une large gamme de sols
  • Capteur polyvalent-mesure de la permittivité diélectrique, la conductivité électrique (EC) et de la température du sol

Images

Description technique

La sonde CS655 est constituée de deux tiges en acier inoxydable de 12 cm de long, 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 CS655 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 ≤8 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

Spécifications

Mesures effectuées Conductivité électrique du sol (EC), permittivité diélectrique relative, teneur en eau volumétrique (VWC) et température du sol
Équipement requis Centrale de mesure
Type de sol Les tiges courtes sont faciles à installer dans un sol dur. Convient pour les sols avec une conductivité électrique plus élevée.
Tiges Non remplaçable
Capteurs Non interchangeable
Volume mesuré 3600 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 (2000 ft) 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 120 mm (4.7 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 240 g (8.5 oz) sans câble

Consommation en courant

Active (3 ms) 45 mA typical (@ 12 Vdc)
Au repos 135 µA typical (@ 12 Vdc)

Conductivité électrique

Gamme pour solution CE 0 à 8 dS/m
Gamme CE globale ou volumique 0 à 8 dS/m
Exactitude de mesure ±(5% de lecture + 0,05 dS/m)
Fidélité de mesure 0,5% de la CEV (CE volumique)

Permittivité diélectrique relative

Gamme de mesure 1 à 81
Exactitude de mesure
  • ±(3% de lecture + 0,8) Pour une solution de 1 à 40 de conductivité électrique ≤ 8 dS/m.
  • ±2 (Pour une solution de 40 à 81 de conductivité électrique ±2.8 dS/m)
Fidélité de mesure < 0,02

Teneur en eau volumique

Gamme de mesure 0% à 100% (avec la commande M4)
Exactitude de mesure de la teneur en eau
  • ±1% VWC (avec étalonnage spécifique du sol) où la solution CE < 3 dS/m
  • ±3% VWC (typique dans un sol minéral, ou la conductivité électrique de la solution ±10 dS/m.)
Fidélité de mesure < 0,05%

Température du sol

Gamme de mesure -50°C à +70°C
Résolution 0,001°C
Exactitude de mesure
  • ±0,1°C (Pour des température de sol [0°C à 40°C] lorsque la sonde est enterré dans le sol)
  • ±0,5°C (pour toute la plage de température)
Fidélité de mesure ±0,02°C

Compatibilité

Veuillez noter : Ce qui suit montre des informations de compatibilité générales. Ce n'est pas une liste complète de tous les produits compatibles.

Centrale de mesure

Produits Compatibilité Note
CR1000 (obsolète)
CR1000X
CR200X (obsolète)
CR216X (obsolète)
CR300
CR3000
CR3000
CR3000
CR3000
CR310
CR5000 (obsolète)
CR6
CR800
CR850
CR9000X (obsolète)

Informations de compatibilité supplémentaires

Considérations sur les interférences

Sources externes d'interférences

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.

Interférences entre les sondes

De multiples sondes CS655 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.

Outil d'installation

CS650G

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.

Téléchargements

CS650 / CS655 Firmware v.2 (429 KB) 02-12-2015

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.

Historique des révisions

FAQ

Nombre de FAQ au sujet de(s) CS655: 54

Développer toutRéduire tout

  1. Si vous souhaitez utiliser un ou plusieurs capteurs sur la même voie de votre enregistreur de données, voici comment les configurer, en utilisant l'enregistreur de données de mesure et de contrôle CR1000X comme exemple : 

    1. Connectez un capteur SDI-12 au CR1000X.

    2. Ouvrez l'utilitaire Device Config Utility.

    3. Sous Device Type, tapez le modèle de l'enregistreur de données et double-cliquez sur le type de modèle. ( L'exemple ci-dessous utilise une CR1000X directement connectée au port USB de l'ordinateur)

    4. Sélectionnez le port de communication correct et cliquez sur Connect.

    5. Cliquez sur l'onglet Terminal.

    6. Sélectionnez All Caps Mode.

    7. Appuyez sur Enter jusqu'à ce que le datalogger réponde avec l'invite datalogger (CR1000x>)

    8. Tapez SDI12 et appuyez sur Enter.

    9. A l'invite Select SDI12 Port, tapez le numéro correspondant au port de contrôle où le capteur est connecté, et appuyez sur Enter. Dans cet exemple, le capteur est connecté à C3. La réponse Entering SDI12 Terminal indique que le capteur est prêt à accepter des commandes SDI12.

      CR1000X>

      CR1000x>SDI12

      1: C1

      2: C3

      3: C5

      4: C7

      Sélectionner le port SDI12 :  2

    10. Pour demander au capteur son adresse SDI-12 actuelle, tapez ? ! et appuyez sur Enter. Le capteur répond en indiquant son adresse SDI-12. Si aucun caractère n'est tapé dans les 60 secondes, le mode est quitté. Dans ce cas, il suffit de taper à nouveau SDI12, d'appuyer sur Enter, et de taper le numéro de port de contrôle correct lorsqu'il est affiché.

      ?!

      0

    11. Pour changer l'adresse du SDI-12, tapez aAb !, où a est l'adresse actuelle de l'étape précédente et b est la nouvelle adresse. Appuyez sur la touche Enter. Le capteur modifie son adresse et répond avec la nouvelle adresse. Dans l'exemple suivant, l'adresse du capteur passe de 0 à B.

      SDI12

      SDI12>0AB!B

    12. Pour quitter le mode transparent SDI-12, cliquez sur Fermer le terminal.

    13. Ouvrir le programme CRBasic.

    14. Trouver le capteur SDI-12.

    15. Cliquez avec le bouton gauche de la souris sur l'instruction SDI-12 Recorder pour ouvrir cet onglet.

    16. Assurez-vous que le port COM sélectionné dans cette option est le port réel sur lequel le capteur est câblé.

    17. Assurez-vous que l'adresse saisie dans le champ correspond à l'adresse du capteur.

    Note : Si plusieurs capteurs utilisent la même voie, assurez-vous que chaque capteur sur le même voie a une adresse différente.

  2. 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.

  3. Si un système a plusieurs capteurs CS650 ou CS655, il sera nécessaire de connecter plusieurs fils à une alimentation 12 V et plusieurs fils à la terre. Le kit de montage sur rail DIN est utile pour fixer plusieurs fils à la même source de manière propre et organisée. Pour plus de détails, voir le manuel du kit rail DIN 5458.

    D'autres méthodes de connexion de plusieurs fils entre eux, comme les borniers ou des dominos à vis, pourraient également faire l'affaire.

  4. The CS650 and CS655 are warranted by Campbell Scientific to be free from defects in materials and workmanship under normal use and service for 12 months from the date of shipment. For further details, see the “Warranty” section of the CS650/CS655 manual.

  5. Non. Le principe qui permet à ces capteurs de fonctionner est que l'eau liquide a une permittivité diélectrique de près de 80, tandis que les particules solides du sol ont une permittivité diélectrique d'environ 3 à 6. Lorsque l'eau liquide gèle, sa permittivité diélectrique baisse à 3,8, comme les particules du sol. Une CS650 ou une CS655 installée dans un sol qui gèle montrera un déclin rapide de sa teneur en eau volumétrique avec des lectures de température correspondantes inférieures à 0°C. Au fur et à mesure que le sol gèle sous la plage de mesure du capteur, les valeurs de la teneur en eau cesseront de changer et resteront stables tant que le sol reste gelé.

  6. 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:

    • Soil that is coarse textured (such as sand, loamy sand, or sandy loam) works well with a CS650 if the EC is low.
    • If the soil is located in an arid or semiarid region, it may have high EC.
    • If the soil is frequently fertilized or irrigated with water that has higher EC, it may have high EC.
    • If the climate provides enough rain to flush accumulated salts below the root zone, the EC is expected to be low and suitable for a CS650.

    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.

  7. The CS650 has rods that are 30 cm long, and the CS655 has rods that are 12 cm long. The difference in rod length causes some changes in specifications. For example, the CS650 is slightly more accurate in its permittivity and water content readings, but the CS655 works over a larger range of electrical conductivity. In addition, the CS650 handles a larger measurement volume and provides good accuracy in low EC (electrical conductivity) sand and sandy loam. The CS655 is typically more accurate in soil, works well over a wide range of soil textures and EC, and is easier to install because of its shorter rods.

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

  9. 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.

  10. Les capteurs CS650 et CS655 sont lus à la fois en utilisant les commandes SDI-12. Par conséquent, ils ne sont jamais actifs en même temps et ne s'interfèrent pas électriquement. Lors de l'installation de capteurs très proches, une recommandation est de les maintenir à au moins 10 cm de distance.

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