229-L '熱放散式マトリックポテンシャルセンサ
信頼性の高い計測
メンテナンスフリー
気象 applications 水 applications エネルギー applications ガスフラックスと乱流 applications インフラ applications 土壌 applications

概要

229は-10~-2500kPaの土壌水ポテンシャルを測定するセンサです。CE4またはCE8電流励磁モジュールに接続する必要があります。Campbell Scientificのデータロガーが電流励磁モジュールを制御、センサで測定し、土壌の水分マトリックポテンシャルを計算します。

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利点と特徴

  • ほとんどのCampbell Scientificデータロガーとの互換性
  • 広範囲のマトリックポテンシャルを測定
  • 土壌中の塩分の影響を受けない測定値
  • メンテナンス不要で長寿命
  • AM16/32シリーズマルチプレクサと互換性があり、複数のセンサの測定が可能

イメージ

詳細

229-L 熱放散式マトリックポテンシャルセンサは、多孔質セラミックマトリックスに包まれた皮下注射針内のエポキシ樹脂に配置された発熱体と熱電対で構成されています。
土壌のマトリックポテンシャルを計算するには、CE4またはCE8の電流励起モジュールが229の発熱体に50 mAの電流を流し、229の熱電対が温度上昇を測定します。温度上昇の大きさは、多孔質セラミック・マトリックス中の水分量によって変化し、周囲の土壌の湿潤と乾燥に伴って変化します。土壌の水分マトリックポテンシャルは、温度上昇に2次の多項式を適用することによって決定される。ユーザーは、センサが設置される土壌タイプで、229センサを個別に校正する必要があります。
229の熱電対測定には基準温度測定が必要です。基準温度測定のオプションは以下の通りです:
  • CR6、CR800、CR850、CR1000、CR3000、CR5000の配線パネルに組み込まれたサーミスタ
  • CR9000X測定制御システム用のCR9050またはCR9051E入力モジュールの配線パネルに組み込まれたPRT

仕様

動作温度範囲 -5° ~ +30°C
通常環境温度範囲 -40° ~ +70°C
測定範囲 -10 ~ -2500 kPa
測定時間 30 秒 (通常)
熱電対タイプ 銅/コンスタンタン (タイプ T)
ヒーター抵抗 ~34 Ω
分解能 ~1 kPa (マトリックポテンシャル < -100 kPa)
直径 1.5 cm (0.6 in.)
長さ 6.0 cm (2.4 in.)
ケーブル重量 ~23 g/m (0.25 oz/ft)
センサー重量 10 g (0.35 oz)

互換性

注意: 以下は代表的な互換性情報を示しています。互換性のある製品や互換性のない製品をすべて網羅したリストではありません。

Data Loggers

製品 互換性 注意
CR1000 (リタイア)
CR1000X (リタイア)
CR300 (リタイア)
CR3000 (リタイア)
CR310
CR350
CR6
CR800 (リタイア)
CR850 (リタイア)

互換性に関する追加情報

電流励磁モジュール

229の発熱体に定電流を供給するには、CE4またはCE8のいずれかの電流励磁モジュールが必要です。CE4とCE8の違いは、電流を供給する229センサの数だけです。CE4は最大4個の229に電流を供給し、CE8は最大8個の229に電流を供給します。どちらのモジュールも12 Vdc電源を必要とします。

マルチプレクサ

より多くのセンサを必要とするアプリケーションでは、CE4またはCE8の出力を、出力の数だけAM16/32シリーズのマルチプレクサに接続することができ、システム容量を大幅に拡張できます。マルチプレクサを使用する場合は、30mAを超えるスイッチング電流がメカニカルリレーの接触面を劣化させることに注意する必要があります。したがって、データロガーは、マルチプレクサーのリレーを保護するために、マルチプレクサーのチャンネルを切り替える前に電流励起モジュールをオフにするようにプログラムする必要があります。

データロガーに関する確認

プローブ 1 つにつき、差動チャンネル 1 つと電流励起チャンネル 1 つが必要です。各 CE4 または CE8 電流励磁モジュールには、1 つのデータロガーCポートが必要です。

プログラミング

229は、データロガー命令のシーケンスによって測定されます。このシーケンスでは、50 mA の電流が加熱要素に印加されている間に、熱電対が 0 秒、1 秒、30 秒で測定されます。この電流は、CE4 または CE8 電流励起モジュールによって供給されます。加熱中の温度上昇は、土壌水分マトリック ポテンシャルに関係しています。

基準温度の測定
基準温度の測定が必要です。基準温度測定のオプションには以下のものがあります:
  • CR800、CR850、CR1000、CR3000、CR5000の配線パネルに組み込まれたサーミスタ
  • CR9050 または CR5000 の配線パネルに組み込まれた PRT
  • CR9000X測定制御データロガー用CR9051E入力モジュール
  • CR7測定制御データロガー用CR723T入力カードの配線パネルに組み込まれたPRT
  • CR10Xの配線パネルに接続するCR10XTCRサーミスタ

よくある質問

229-Lに関するよくある質問の数: 11

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  1. Yes. Campbell Scientific recommends measuring and recording the temperature of the sensor before turning on the heater. That reading can be used as a soil temperature reading. As long as matric potential measurements are not made more frequently than once every 15 minutes, there will be no significant heat buildup in the sensor, and the sensor temperature will be the same as the soil temperature.

  2. Very low values for dT, especially negative values, indicate that the 229-L sensor is not heating during the measurement time. The most likely causes are damage to the heater wires, one or more loose wires, or a failure of the constant current excitation module.

    The first check to make is of the heater wire itself. With an ohmmeter, measure the resistance between the black and green wires on the 229-L. The resistance should read approximately 33 to 36 ohm. An off-scale or infinite reading indicates a break in the heater wire. A low reading could indicate a short in the heater wire. In both of those cases, the fix would be to dig up the sensor wire and examine it for damage.

    The next check is to make sure that there are good electrical connections in the following locations:

    • where the black and green sensor wires connect to the constant current interface or to a multiplexer
    • where the multiplexer common wires connect to the constant current interface
    • where the constant current interface connects to the data logger 12V, G, and control port

    Each of those wires should have approximately a quarter inch of bare copper securely connected to its terminal.

    Finally, the CE4 or CE8 constant-current module can be checked with a multimeter to make sure it is putting out 50 mA. Measure the voltage between the 12V and ground terminal screws to make sure that the constant current module is receiving power from the data logger. Next, temporarily move the wire connecting the data logger control port with the CTRL channel to a 5 V channel on the data logger to force the module to be on all the time, so that the current output can be measured. Set the multimeter to measure milliamps, and measure the current. It should be 50 mA ± 1 mA. If the current output is outside that range, the constant current module needs to be repaired or replaced.

  3. For details and sample programs, see the "Example Programs" section of the 229-L manual.

  4. The heating element is made of Evanohm wire. The element is encased in epoxy inside a stainless-steel hypodermic needle and is not exposed to the corrosive environment. Therefore, that part of the sensor should not fail in five years. However, the sensor cable and the ceramic matrix might suffer damage after being exposed to a corrosive environment for five years.

  5. At this time, Campbell Scientific does not offer a calibration service for the 229-L. There are companies that offer this service. Contact Campbell Scientific for details.

  6. すべてのセンサに異なるケーブル終端オプションがあるわけではありません。特定のセンサで利用可能なオプションは、センサ製品ページの注文情報エリアの 2 つの場所で確認できます。

    モデル番号
    ケーブル終端オプション リスト
    センサが –ET、–ETM、–LC、–LQ、または –QD バージョンで提供されている場合、そのオプションが利用可能かどうかはセンサモデル番号に反映されます。たとえば、034B は 034B-ET、034B-ETM、034B-LC、034B-LQ、および 034B-QD として提供されています。

    その他のすべてのケーブル終端オプション (利用可能な場合) は、センサ製品ページの注文情報エリアの「ケーブル終端オプション」の下にリストされています。たとえば、034B-L 風力発電セットは、034B-L 製品ページの注文情報エリアに示されているように、–CWS、–PT、および –PW オプションで提供されています。

    注意: 新しい製品が在庫に追加されると、通常は複数のモデル番号を作成するのではなく、1 つのセンサモデルの下に複数のケーブル終端オプションをリストします。たとえば、HC2S3-L には、HC2S3-LC モデルではなく、CS110 に接続するための –C ケーブル終端オプションがあります。

  7. Most Campbell Scientific sensors are available as an –L, which indicates a user-specified cable length. If a sensor is listed as an –LX model (where “X” is some other character), that sensor’s cable has a user-specified length, but it terminates with a specific connector for a unique system:

    • An –LC model has a user-specified cable length for connection to an ET107, CS110, or retired Metdata1.
    • An –LQ model has a user-specified cable length for connection to a RAWS-P weather station.

    If a sensor does not have an –L or other –LX designation after the main model number, the sensor has a set cable length. The cable length is listed at the end of the Description field in the product’s Ordering information. For example, the 034B-ET model has a description of “Met One Wind Set for ET Station, 67 inch Cable.” Products with a set cable length terminate, as a default, with pigtails.

    If a cable terminates with a special connector for a unique system, the end of the model number designates which system. For example, the 034B-ET model designates the sensor as a 034B for an ET107 system.

    • –ET models terminate with the connector for an ET107 weather station.
    • –ETM models terminate with the connector for an ET107 weather station, but they also include a special system mounting, which is often convenient when purchasing a replacement part.
    • –QD models terminate with the connector for a RAWS-F Quick Deployment Station.
    • –PW models terminate with the connector for a PWENC or pre-wired system.
  8. Many Campbell Scientific sensors are available with different cable termination options. These options include the following:

    • The –PT (–PT w/Tinned Wires) option is the default option and does not display on the product line as the other options do. The cable terminates in pigtails that connect directly to a data logger.
    • In the –C (–C w/ET/CS110 Connector) option, the cable terminates in a connector that attaches to a CS110 Electric Field Meter or an ET-series weather station.
    • In the –CWS (–CWS w/CWS900 Connector) option, the cable terminates in a connector that attaches to a CWS900-series interface. Connection to a CWS900-series interface allows the sensor to be used in a wireless sensor network.
    • In the –PW (–PW w/Pre-Wire Connector) option, the cable terminates in a connector that attaches to a prewired enclosure.
    • In the –RQ (–RQ w/RAWS Connector) option, the cable terminates in a connector that attaches to a RAWS-P Permanent Remote Automated Weather Station.

    Note: The availability of cable termination options varies by sensor. For example, sensors may have none, two, or several options to choose from. If a desired option is not listed for a specific sensor, contact Campbell Scientific for assistance.

  9. For details, see the "Calibration" section of the 229-L manual.

  10. If all the errors were summed in a worst case scenario, the thermocouple accuracy would be ±0.5°C. For an extended discussion about thermocouple measurements, refer to the "Thermocouple Measurements" section in the data logger manual.

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