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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.
Lire la suiteAvantages 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
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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 |
|
| 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 |
|
| Fidélité de mesure | < 0,05% |
Température du sol |
|
| Gamme de mesure | -50°C à +70°C |
| Résolution | 0,001°C |
| Exactitude de mesure |
|
| 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 | ||
| CR300 | ||
| CR3000 (obsolète) | ||
| CR310 | ||
| CR350 | ||
| CR6 | ||
| CR800 (obsolète) | ||
| CR850 (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.
Documents à télécharger
Notes techniques
Applications
Vidéos & Tutoriels
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.
FAQ
Nombre de FAQ au sujet de(s) CS655: 54
Développer toutRéduire tout
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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.
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Campbell Scientific ne recommandepas le raccourcissement des tiges du capteur. L'électronique dans la tête du capteur a été optimisée pour fonctionner avec des tiges de 12 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.
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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.
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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.
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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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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.
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Les résidus miniers sont très corrosifs et ont une conductivité électrique élevée. Certains clients ont utilisé avec succès des réflectomètres de teneur en eau, comme le CS650 ou le CS655, pour mesurer la teneur en eau dans les résidus miniers en recouvrant les barres des capteurs avec de la gaine thermorétractable. Cela affecte la sortie du capteur, et un étalonnage spécifique du sol doit être effectué. Des précautions doivent être prises lors de l'installation afin d'éviter d'endommager la gaine thermorétractable et d'exposer les tiges du capteur. En outre, le recouvrement des tiges du capteur invalide la mesure de la conductivité électrique. À moins que la lecture de la température fournie par le CS650 ou le CS655 ne soit nécessaire, une meilleure option peut être d'utiliser une CS616 avec un revêtement sur les tiges revêtues.
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Oui. Garder les tiges du capteur parallèles pendant l'installation est particulièrement difficile dans du gravier, mais cela peut être fait. Le gravier a de gros espaces poreux qui s'écoulent rapidement, de sorte que les lectures de la teneur en eau montrent probablement des changements rapides entre la saturation et le très sec. Si de petits changements de teneur en eau à l'extrémité sèche sont intéressants, un étalonnage spécifique du sol peut être nécessaire pour convertir la moyenne de la période directement en eau volumique.
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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.
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Period average and electrical conductivity readings were taken with several sensors in solutions of varying permittivity and varying electrical conductivity at constant temperature. Coefficients were determined for a best fit of the data. The equation is of the form
Ka(σ,τ) = C0*σ3*τ2 + C1*σ2*τ2 + C2*σ*τ2 + C3*τ2 + C4*σ3*τ + C5*σ2*τ + C6*σ*τ + C7*τ + C8*σ3 + C9*σ2 + C10*σ + C11
where Ka is apparent dielectric permittivity, σ is bulk electrical conductivity (dS/m), τ is period average (μS), and C1 to C11 are constants.
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