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一、 原理
土壤负压计是以测定土壤水分张力为理论依据的一种测水仪器，也叫土壤湿度计。众所周知，非饱和土壤的水分主要受土壤孔隙的毛管吸力，处于负压状态。植物根系是从土壤孔隙中吸取水分的，土壤越干，土壤吸力越大，根系较难吸到水；反之，土壤孔隙中的水分较多，土壤吸力变小，根系较易吸到水。当土壤处于饱和状态时，土壤吸力为0
KPa。所以，土壤负压计指示的数据能反映出土壤的水分状况，土壤负压值与土壤含水量之间的关系，可以通过水分特征曲线（用压力膜法测定）进行换算。另外，由于土壤中水分的运动是从吸力小向吸力大的方向进行的，因此，在不同部位埋设的土壤负压计可以反映出土壤水分的动态变化状况。
TS-4型土壤负压计由陶土头、传输管、集气室和压阻传感器等四部分组成。陶土头是仪器的感应部件，具有许多微小的孔隙，陶土头被水浸润后，在孔隙中形成一层水膜，当其充满水且密封的插入水分不饱和的土壤时，水膜就与土壤孔隙中的水相连接，使仪器内部的水产生负压力。这个负压力通过传输管传递给压阻传感器。压阻传感器连接测试仪表后，输出电压信号，土壤负压值与电压信号之间呈良好的线性关系。集气室事先装满水，当负压计出现气泡后，它会将集气室的水置换下来。TS-4型土壤负压计的特点就在于集气室的作用，使其连续使用时间比一般的负压计长，并且不必须使用无气水。
二、结构
负压计由陶土头、传输管、集气室和压阻传感器等四个部件连接组成。陶土头在负压计的最下端，中间是传输管(一般采用塑料管)，其长短根据埋设深度需要而定。集气室在上部，使用时里面装满水。压阻传感器安装在集气室的下面。
三、TS-4型土壤负压计的技术指标是：
指示单位：千帕斯卡
KPa（以mv表示）
测量范围： 土壤负压值0～－85KPa ，压阻传感器输出为0~>50mv
最小显示值：传感器为0.1mv
陶土头直径：20mm
测量深度：地面以下部分根据需要而定，200mm 至最长2000mm
传感器供电：恒流1.5～3mA，或直流±9V、±12V
线 性 度：0.1％
总 精 度：±2 ％左右
使 用环 境：0～500℃
四、使用方法
1、 使用前的准备
(1)
拧开集气室上的盖子，将仪器倾斜，轻轻向上提起拉杆向负压计加水，向里面徐徐注入干净水，直至加满，并见下部陶土头有水滴出后，拧紧盖子，待用。
(2)
零位校正，将准备好的负压计陶土头部分浸入水中，水面正好浸到陶土头的中部(30mm)位置，此时传感器显示的数字即为仪器的零位校正值。使用时的测量值减去零位校正值，即为测点的土壤吸力值。压阻传感器是以当地大气压为参考值的，当地实测的零位与供方提供的零位有一个差值，只要将电压与负压的关系线平移，使其与实测零位重合，即可。
2、 安装
采用压阻传感器指示的，必须另接二次仪表（电源、电表或变送器等）。传感器一般采用恒流源供电.负压值与电压值之间关系需进行标定(由供方提供)。
在需要测量土壤湿度的测点，用一个直径(φ20mm)相当于陶土头大小的钻孔器开孔，到待测深度
(以陶土头中部计算)以下30mm，倒入少许泥浆，垂直插入负压计，使陶土头与土壤紧密接触，然后在传输管周围填土捣实，以免雨水沿管周松土下渗而失去准确性。
五、读数
仪器安装好，与土壤接触平衡24小时后，便可使用，读数时间最好都选在清晨，以避免测点和仪器因温度不同而造成的误差。
仪器的量程为0～－85KPa，连续的土壤负压值读数可绘入坐标纸上，或由计算机采集，所绘成的曲线是灌溉、排水的参考资料。
六、检查
在使用仪器过程中，如发现集气室中的水快用完了，要重新加满水，加水时不要拔出仪器，只要拧开塞子，用干净水灌满，再慢慢拧紧盖子。若在操作过程中，陶土头与原来接触的土壤松动，影响测量时，应在附近重新打孔安装。
如负压计使用一段时间后，需要标定，简单的方法是按照零位校正方法，测量零位的漂移值，修改率定直线的截距。另外，由于压阻传感器是可以测量正负压力的，即可以用校正压力的办法进行标定。
七、使用注意事项
由于负压计是由水传导的，要求里面加入清洁水，无污染、无酸碱；为防止负压计里面的水结冰，冬天不能使用；陶土头不要碰撞，易破裂；集气室的盖子要拧紧，防止漏气，压阻传感器背面不能进水或堵塞，保持通大气。
注：100KPa ≈ 1 巴 ≈ 1000毫巴 ≈ 75.01厘米汞柱
≈ 1020厘米水柱
灌溉控制仪(GKY型)
农田灌溉自动控制仪有多种形式，有的用计算机系统控制，有的定时控制，还有的根据各种环境因素综合控制等等。我们采用土壤负压计，根据土壤的水分状况和作物的需水要求来确定灌溉，也可以省劳力和降低成本。
灌溉控制仪由土壤负压计提供数据，来执行控制。它一开机就会显示出土壤的负压值，若土壤一直在变干，仪器显示的负压值也随着增大。在土壤处于饱和状态下，土壤的吸力接近等于零。土壤负压计的测定范围是0～－85KPa，基本上在植物的需水范围，
一般说来，当土壤吸力大于－70KPa值，土壤都需要灌水，否则会影响植物的生长。
使用者可设定需要灌溉的土壤负压值和灌溉时间，当灌溉控制仪显示的土壤负压值达到设定需要灌溉值时，它自动接通灌溉设备的电源。灌溉设备由使用者自己选定，可以是抽水机、喷灌机、滴灌等等。灌溉控制仪到时候就把这些设备的电源打开，执行灌溉。到达设定的灌溉时间，自动关机。
由于这种灌溉控制仪既能直接测量，又可直接控制，操作简便，性能可靠。它采用集成硬件电路控制，故价格比计算机控制的要低，易于在生产部门普及与推广。
NT-2型微机节水灌溉指导系统简介
节水灌溉指导系统作为农田管理的自动化控制系统，主要用于自动监测土壤水分、土壤温度大气温度、大气相对湿度和土壤全盐含量等参数的变化情况，并根据这些参数结合数学模型预报需灌时日和需灌水量，显示有关农田温湿度时空变化状况，为自动灌溉系统提供控制信号。更重要的是它能根据作物需水规律实施灌溉指导，因此，本系统为农田节水高产管理提供了现代化工具。本系统还可以根据土壤湿度状况或者干热风的气象条件提示灌水需求。并可根据测得的土壤通气孔隙状况，为用户是否采取农田排水措施提供参考。
一、主要技术和系统组成
1.测量通道数：16路(可按需扩展到64路)，分别用于盐分、水势、温度和大气相对湿度的检测。按用户要求，可扩展降雨量、蒸发量、液位、气压等参量测试。
2.系统组成
本系统由多路传感器(一路盐分、八路水势、七路温度传感器)、系统主机、微机及外设等部分组成。
二、系统软件
本软件是专门为该系统设计的微机操作控制管理软件，它采用当今较为先进的中文WINDOWS操作环境，具有非常友好的用户界面，结合便捷的鼠标和热键操作，使用户能够快速掌握各项功能。有数据处理、数据采集、绘制动态曲线、灌溉、传感器参数设置。
三、计算机的基本配置要求
1. 80386以上的个人计算机。
2. 兼容于WINDOWS版本的鼠标设备。
3. 内存8MB或8MB以上。
4. VGA显示器。
5. 中文WINDOWS3.1以上版本。
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