Датчики влажности почвы TRIME PICO

Датчики измерения влажности почвы TRIME PICO – группа микроволновых устройств на основе технологии TRIME TDR, предназначенных для измерения объёмного или массового содержания воды, степени минерализации и температуры почв, грунтов и иных подобных пористых материалов.

Основу группы составляет ряд сенсоров, работающих на основе радарной технологии, с интегрированной микроэлектроникой, специализированных для стационарных применений в полевых условиях. Сенсоры типов PICO64 и PICO32 применяются для измерения влагосодержания и минерализации почвы в поверхностном слое или на поверхности, а также работают с сыпучими материалами типа песка, гравия и т.п. Возможны вертикальная и горизонтальная установка. При соответствующем заглублении измеряется температура поверхностного слоя грунта. Сенсоры PICO-IPH и PICO-PROFILE позволяют производить послойный контроль влажности, температуры и минерализации грунта и материалов на глубинах до 3 м непрерывно или с определенным шагом по глубине. Устройства устанавливаются во вспомогательных погружаемых трубах из специальных пластмасс.

Для работы в мобильном варианте с сенсорами PICO64/32 и PICO-IPH применяются специализированные регистраторы данных PICO-BT и HD2, отображающие результаты замеров на месте на экране регистратора (HD2) или, посредством технологии Bluetooth – на экране смартфона или планшета.

Модель регистратора	Назначение	Длина кабеля	Соединение с ПК	Ёмкость аккумулятора
PICO-BT	Управление и визуализация данных измерений на смартфоне или планшете	1,5 м	Соединение по каналу Bluetooth. Обработка результатов на основе специализированного ПО «TRIME-Tool»	1000 мА-час (свыше 1500 измерений)
HD2	Управление и визуализация данных измерений на экране регистратора	1,5 м	Нет соединения с ПК	2000 мА-час (свыше 1500 измерений)

Преимущества применения датчиков влажности TRIME PICO

Соединение одного из сенсоров с выбранным регистратором представляет собой полноценную систему (датчик) измерения параметров влажности почв или материалов непосредственно на месте. Такие датчики влажности имеют следующие преимущества применения:

• регистрация трех важнейших параметров: уровень влажности материала, степень минерализации материала (на основе определения диэлектрической проницаемости материала) и температура слоя, в который заглублен корпус сенсора;
• точное и быстрое получение данных измерений в течение 2…3 сек.;
• сохранение результатов измерений с датой и временем измерения;
• поставка устройств с точной калибровкой и возможностью индивидуальной калибровки с сохранением до 15 индивидуальных калибровочных кривых пользователя в памяти прибора;
• перезаряжаемая аккумуляторная батарея высокой ёмкости, позволяющая производить до 1,5 тысяч измерений;
• крепкая влагонепроницаемая конструкция, позволяющая эксплуатировать мобильные датчики в тяжелых условиях окружающей среды.

Технические характеристики датчиков влажности TRIME PICO

Эксплуатационные технические характеристики в основном определяются характеристиками применяемых регистраторов. В таблице представлены характеристики мобильных датчиков TRIME PICO-BT и TRIME PICO-HD2.

Применение датчиков влажности TRIME PICO

Датчики влажности TRIME PICO используются для непрерывного и неразрушающего контроля (объёмного или массового) влагосодержания в грунте и других пористых материалах, определения их температуры и электрической проводимости. Области применения:

• строительство – для контроля влажности расходных строительных материалов: песок, гравий, т.п.;
• производство строительных материалов – для контроля влажности исходных компонентов и выходной продукции;
• агропроизводство – управление поливом с учетом влажности, температуры и степени минерализации почвы на различных стадиях произрастания растений;
• ирригация – для повышения эффективности ирригационных мероприятий, предотвращения обвожения и высолаживания почв;
• гидрология – для прогнозирования и расчета паводковых ситуаций;
• метеорология – учет влияния влагосодержания в почвах на формирование атмосферных явлений.

Принцип работы датчиков влажности TRIME PICO

Физический принцип работы микроволновых сенсоров состоит в следующем. Высокочастотный TDR-импульс частотой порядка 1 ГГц генерируется и распространяется по металлическим деталям корпуса сенсора и устанавливает вокруг зонда и вспомогательной трубы электромагнитное поле. В конце зонда импульс отражается полностью и возвращается к источнику. Время импульса составляет порядка 10пс…2нс и прямо связано с измеряемым содержанием воды в порах материала (почве) через величину диэлектрической постоянной. Время проведения измерения и отображения результатов после расчета влагосодержания электронной схемой регистратора составляет 2…3 сек. Эффективность проникновения электромагнитного поля в почву или толщу материала составляет порядка 15 см. Наибольшая чувствительность – на поверхности вспомогательной трубы и уменьшается экспоненциально с увеличением расстояния.

Регистратор PICO-BT использует технологию Bluetooth для передачи данных измерений на устройство на платформе «Android» или ПК. Модуль Bluetooth регистратора позволяет работать на удаленности до 10 м. Для работы используется специализированное ПО «TRIME-Blue» для «Android 4.X» и выше. Операции производятся с сенсорным экраном. Для взаимодействием с планшетом используется ПО «PICO-Talk», а для работы с ПК с модулем Bluetooth – ПО «TRIME-Tool». Управление регистратором осуществляется одной кнопкой. Для индикации режимов работы установлены 4 разноцветных светодиода. Для обмена данными с сенсорами установлен шинный интерфейс IMP-BUS и стандартный аналоговый 0…1 В (4…20 мА).

Регистратор PICO-HD2 предназначен для отображения и хранения результатов измерений, выбора режима работы датчика и калибровки (при необходимости) сенсоров, а также нескольких служебных функций. Возможность связи с мобильными устройствами или ПК отсутствует. Управление осуществляется 4 кнопками на панели регистратора. Отображение информации – на экране дисплея.

Разновидности зондов датчиков влажности TRIME PICO

В системах датчиков измерения влажности почвы TRIME PICO используется несколько видов сенсоров (далее – зондов) специализированных для разных применений:

TRIME PICO 32 TRIME PICO 64 TRIME PICO IPH/T3

• TRIME PICO 64;
• TRIME PICO 32;
• TRIME PICO IPH/T3;
• TRIME PICO PROFILE с измерительным сегментом PICO-T3PN.

Каждый из сенсоров обладает определенным набором интерфейсов, позволяющим использовать их как в мобильных системах датчиков, так же и в стационарных применениях со специализированными регистраторами от производителя или общеприменимыми, в том числе и с ПК.

Зонды (сенсоры) типов TRIME PICO 64/32 предназначены для работы в разнородных или каменистых почвах, или насыпных материалах при горизонтальном/вертикальном размещении с необходимым заглублением корпуса. Измеряется три основных показателя: содержание влаги (объёмное), температура и степень минерализации (по величине электропроводности). Зонд PICO 32, в силу небольшого размера поля измерения, может использоваться в приборах в ограниченном объёме пространства. Оба зонда снабжены шинным интерфейсом IMP BUS и стандартным аналоговым интерфейсом 0…1 В с возможностью преобразования в токовый сигнал 4…20 мА.

Зонд TRIME PICO IPH/T3 предназначен для точного измерения показателей влажности в глубинных слоях почвы. Зонд устанавливается в утапливаемой вспомогательной пластиковой трубе на глубины до 3 м. Профильные измерения возможны с дискретностью 18 см. Зонд идеально подходит для замены радиоактивных или ёмкостных типов датчиков. Благодаря аналоговому интерфейсу зонд может применяться с любыми видами записывающих устройств.

Вышеописанные зонды оптимальны для применения в составе мобильных комплексов с регистраторами PICO-BT и PICO-HD2 благодаря высокой прочности и степени защиты IP62/68. Шинный интерфейс IMP-BUS всех трех зондов позволяет применять их в стационарных системах, в том числе в составе локальных сетей на значительных удалениях (при длинах кабелей до 500 м). При этом используются либо специализированные регистраторы типа «GlobLog» от производителя с соответствующими распределительными модулями, либо подключение к ПК через модули SM-USB. Специализированное ПО – «TRIME-WinMonitor».

Зонд TRIME PICO PROFILE с измерительными сегментами PICO-T3PN применяется для одновременного неразрушающего контроля показателей влажности и температуры на нескольких горизонтах грунта на глубинах до 3 м. Во вспомогательной утапливаемой пластиковой трубе размещается до 10 измерительных сегментов. Последние соединяются последовательно через отрезки труб калиброванной длины, либо непосредственно друг с другом. Для этого случая разработан специализированный интерфейс SDI-12, либо может быть использован шинный IMP-BUS. Для удаленной передачи данных зонд может применяться с GPRS-модемом и SIM-картой.

TRIME PICO PROFILE

Технические характеристики зондов

Общие характеристики зондов:

• Напряжение питания: внешний источник 7…24 В постоянного тока
• Энергопотребление: 100 мА, 12 В постоянного тока в течение 2…3 сек. измерения
• Диапазон измерения влажности: 0…100%
• Диапазон измерения проводимости EC_m: 0…˃20 дСм/м
• Диапазон измерения температуры: -15°С…+50°С
• Рабочая температура: -15°С…+50°С
• Калибровка: стандартная для большинства видов грунтов; специальная по заказу потребителя; сохранение до 15 видов калибровочных кривых пользователя; калибровка диэлектрической проницаемости
• Корпус зонда: влагозащищенный герметичный

Сравнительные характеристик зондов сведены в таблицу:

Документация

• Руководство по эксплуатации TRIME PICO 64/32 (eng)
• Инструкция по работе PICO BT и программное обеспечение PICO TALK (eng)
• Инструкция по работе HD2 (eng)
• Каталог PICO-PROFILE T3PN (eng)