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CWS655E Sonde de teneur en eau sans fil 868-MHz
Services disponibles

Aperçu

Le CWS655E est la version sans fil de notre sonde réflectomètrique CS655 de teneur en eau du sol. Il mesure le la teneur volumique en eau, la conductivité électrique et de la température du sol. Ce réflectomètre est équipé d'une radio à étalement de spectre de 868 MHz, qui transmet des données à une station de base sans fil CWB100E ou à un autre capteur sans fil. La fréquence 868 MHz est couramment utilisée en Europe.

The CWS655 is an soil-water-content reflectometer with a 900-MHz radio built in. The sensor has probes that are inserted into the soil and the sensor derives the water content of the soil. It is battery-powered and contains a spread-spectrum radio transceiver, so it has no cables to limit its placement. As part of a Campbell Scientific wireless network, it sends data to a CWB100 Wireless Base Station, which then can forward the data to a computer. The 900-MHz frequency is used in the USA and Canada.
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Avantages et caractéristiques

  • Capteur polyvalent-mesure de la permittivité diélectrique, la conductivité électrique (EC) et de la température du sol
  • Mesures corrigées pour les effets de la texture du sol et de la conductivité électrique
  • Radio interne à étalement de spectre par sauts de fréquence, qui permet une plus grande portée et moins d'interférences
  • Fiable, peu d'entretien, faible consommation pour effectuer des mesures dans des applications où les capteurs filaires ne sont pas pratiques ou indésirables
  • Les transmissions peuvent être acheminées par un relais de trois autres capteurs sans fil
  • Battery powered
  • Compatible avec les centrales de mesure CR300, CR800, CR850, CR1000 et CR3000

Images

Capteur de teneur en eau sans fil CWS655, CWS
Capteur de teneur en eau sans fil CWS655, CWS

Description technique

Le CWS655E a des tiges de 12 cm qui s'insèrent dans le sol. Il mesure le temps de propagation, l'atténuation du signal, et la température. La permittivité diélectrique, la teneur volumique en eau et la conductivité électrique volumique sont ensuite calculées à partir de ces valeurs brutes.

L'atténuation du signal de mesure est utilisée pour corriger l'effet de la perte de détection de la réflexion, et donc la mesure du temps de propagation. Cela permet des mesures précises de la teneur en eau dans les sols de conductivité ≤3.7 dS m-1 sans effectuer un étalonnage du sol spécifique.

La conductivité électrique du sol est également déduite de la mesure d'atténuation. Une thermistance en contact thermique avec une tige de la sonde à proximité de la surface de l'époxy mesure la température. L'installation à l'horizontal du capteur fournit une mesure précise de la température du sol à la même profondeur que la mesure de la teneur en eau. Pour d'autres orientations, la mesure de température sera celle de la région près de l'entrée de la tige dans le corps en époxy.

Pourquoi le sans-fil ?

Il y a des applications où l’utilisation de capteurs filaires peut poser des problèmes sur certains sites. Protéger les câbles en les faisant passer dans un conduit ou les enterrer dans des chemins de câbles prend du temps, cela représente beaucoup de travail et parfois ce n'est pas possible. Certains codes de sécurité incendie peuvent interdire l'utilisation de certains capteur avec leur câble à l'intérieur des bâtiments. Dans certaines installations des mesures doivent être prises sur de grandes distances nécessitant de longs câbles, cela diminue la qualité de la mesure ou bien c’est trop onéreux. Il y a aussi des applications où il est important d'augmenter le nombre de mesures à réaliser, mais la centrale d'acquisition ne possède pas assez de voies disponibles pour connecter des câbles supplémentaires de capteurs sur son bornier.

Spécifications

Résistance à l'eau IP67 pour le capteur et la batterie ((la batterie doit être correctement installée), chaque capteur est testé par rapport aux risques de fuites.)
Température de fonctionnement -25°C à +50°C
Fonctionnement en humidité relative 0 à 100%
Source d'alimentation 2 piles AA d'une durée de vie d'un an, pour un échantillonnage du capteur toutes les 10 minutes. (Une option avec panneau solaire est disponible.)
Average Current Drain 300 μA (avec une transmission toutes les 15 minutes)
Longueur des tiges 12 cm (4.7 in.)
Dimensions du boitier 14.5 x 6 x 4.5 cm (5.7 x 2.4 x 1.77 in.)
Poids 216 g (7.6 oz)

Précisions des mesures
Teneur en eau volumique ±3% VWC dans les sols minéraux typiques qui ont une conductivité électrique ≤10 dS/m. Calculée avec l'équation de Topps (m3/m3).
Permittivité diélectrique relative
  • ±(3% de lecture + 0,8) pour une solution EC ≤ 8 dS/m (gamme de permittivité diélectrique de 1 à 40)
  • ±2 pour une solution EC ≤ 2,8 dS/m (gamme de permittivité diélectrique de 40 à 81)
Conductivité électrique ±(5% de lecture + 0,05 dS/m)
Température du sol ±0.5°C (lorsque le corps de la sonde est enterré dans le sol)

Radio interne FHSS de 25 mW
Fréquence 868 MHz
Autorisé en Europe
FHSS Channel 16
Puissance de sortie du transmetteur 25 mW (+14 dBm)
Sensibilité du récepteur -110 dBm (0,1% de taux d'erreur)
Standby Typical Current Drain 3 μA
Consommation type en réception 18 mA (full run)
Consommation type en transmission 45 mA
Consommation moyenne en fonctionnement 15 μA (avec 1-s de temps d'accès)
Qualité de service RSSI
Caractéristiques additionnelles Modulation GFSK, inter-calage de données, correction d'erreur transmise, BCH (31,21), brouillage de données

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)
CR1000 (obsolète)
CR1000 (obsolète)
CR1000 (obsolète)
CR1000 (obsolète)
CR1000 (obsolète)
CR200X (obsolète)
CR216X (obsolète)
CR3000 (obsolète)
CR5000 (obsolète)
CR6 The CR6 datalogger must have data logger OS version 4.0 or higher.
CR800 (obsolète)
CR850 (obsolète)
CR9000X (obsolète)

Téléchargements

Wireless Sensor Planner v.1.7 (30.5 MB) 08-08-2013

The Wireless Sensor Planner is a tool for use with Campbell Scientific wireless sensors.  It assists in designing and configuring wireless sensor networks.

FAQ

Nombre de FAQ au sujet de(s) CWS655E: 33

Développer toutRéduire tout

  1. With the CWS655, 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 the top 12 cm of soil.

  2. Can the CWS655 be calibrated by incremental insertion into saturated soil?

    No. The abrupt permittivity change at the interface of air and saturated soil causes a different period average response than would occur with the more gradual permittivity change found when the sensor rods are completely inserted in the soil. 

    For example, if a CWS655 was inserted halfway into a saturated soil with a volumetric water content of 0.4, the probe would provide a different period average and permittivity reading than if the probe was fully inserted into the same soil when it had a volumetric water content of 0.2.

  3. Why is the permittivity reading NAN for the CWS655?

    The CWS655-series sensors have several logical tests built into their firmware to ensure that the sensors do not report a number that is known to be erroneous. Erroneous readings are either outside the sensor’s operational limits or outside of published accuracy specifications.

    A reported value of NAN does not necessarily mean that there is a problem with the sensor hardware. The conditions outlined below can lead to a value of NAN for permittivity and volumetric water content.

    Calculated permittivity is less than 0 or greater than 88

    The equation used to convert period average and electrical conductivity values to permittivity is a three-dimensional surface with two independent variables and eleven coefficients, plus an offset. Some rare combinations of period and electrical conductivity result in a permittivity calculation that is less than air (1) or greater than water at 0°C (88). These rare combinations are not expected when the sensor is in soil. 

    Bulk electrical conductivity (EC) is greater than 3.04 dS/m

    When bulk electrical conductivity is greater than 3.04 dS/m, the solution EC is greater than 8 dS/m, which is the upper limit for accurate readings with the CWS655. When this occurs, the soil is considered out-of-bounds and will report a value of NAN for both permittivity and volumetric water content.

    Calculated permittivity is less than 80% of the permittivity limit

    A permittivity limit based on the bulk electrical conductivity (EC) reading is used to determine whether the bulk EC at saturation exceeds the sensor’s operational limit. That permittivity limit is calculated and compared to the permittivity reading. If the measured permittivity is more than 20% beyond the permittivity limit, both permittivity and volumetric water content are reported as NAN. This is the most common cause of NAN values with the CWS655-series sensors, and it occurs because of the soil properties and not because of a sensor malfunction. 

  4. Why is the electrical conductivity (EC) reading NAN on a CWS655?

    When the voltage ratio value is greater than 17, the bulk EC reading is reported as NAN. This reading also causes the permittivity and volumetric water content values to be NAN.

  5. With the CWS655, 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.

  6. How important is it to install the CWS655 with the rods exactly parallel?

    The CWS655 works best when the rods are inserted into the soil as parallel to each other as possible. To make parallel pilot holes before installation, use the CS650G Rod Insertion Guide Tool. Minor deflection of a rod during insertion, such as when it contacts a small stone or root, may not affect the readings significantly. Major deflections, however, may cause the CWS655 to operate outside of published accuracy specifications, as well as to damage the sensor housing.

  7. With regard to the CWS655, is there a generic calibration equation for organic soil?

    No. The equation used to determine volumetric water content in the firmware for the CWS655 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 CWS655 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.

  8. With regard to the CWS655, is there a generic calibration equation for artificial soil?

    The equation used to determine volumetric water content in the firmware for the CWS655 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 CWS655 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.

  9. On the CWS655, is it possible to disable the logic that causes NAN values?

    No. It is not possible to disable the logical tests in the firmware. If soil conditions cause frequent NAN values, it may be possible to perform a soil-specific calibration that will provide good results. 

    If permittivity is reported but the volumetric water content value is NAN, Campbell Scientific recommends a soil-specific calibration that converts permittivity to water content. This will take advantage of the bulk electrical conductivity correction that occurs in the firmware. 

    If both permittivity and volumetric water content have NAN values, it may be possible to perform a calibration that converts period average directly to volumetric water content. 

    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. After a soil-specific equation is determined, it may be programmed into the datalogger program or used in a spreadsheet to calculate the soil water content.

  10. Can the CWS655 rods be shortened?

    Shortening the rods will void the warranty. There are several other reasons why Campbell Scientific strongly discourages shortening the sensor’s rods. The electronics in the sensor head have been optimized to work with the 12 cm long rods. Shortening these rods will change the period average. Consequently, the equations in the firmware will become invalid and give inaccurate readings.

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