CS650 Sonde réflectométrique de teneur en eau du sol (30 cm)

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Sondes de température, de conductivité électrique et de la teneur en eau volumétrique du sol / CS650

CS650 Sonde réflectométrique de teneur en eau du sol (30 cm)

Sonde innovante
Plus précise dans les sols à forte valeur de CE

Aperçu

Le CS650 est un capteur intelligent multiparamètre qui utilise 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.

Avantages et caractéristiques

Mesures de précision de la teneur en eau dans les sols jusqu'à une EC de 3 dS m ^-1 sans effectuer un étalonnage des sols spécifiques
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

Images

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Description technique

La sonde est constituée de deux tiges en acier inoxydable de 30 cm, 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 CS650 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 ≤3 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

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 (obsolète)
CR300 (obsolète)
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

Plusieurs sondes CS650 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.

Spécifications

Mesures effectuées	Conductivité électrique (EC), permittivité diélectrique relative, teneur en eau volumétrique (VWC) et température du sol
Équipement requis	Centrale de mesure
Type de sol	Les tiges longues avec un grand volume de détection (> 6 L) conviennent aux sols avec une conductivité électrique faible à modérée.
Tiges	Non remplaçable
Capteurs	Non interchangeable
Volume mesuré	7800 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 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	300 mm (11.8 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	280 g (9.9 oz) sans câble

Consommation en courant
Active (3 ms)	45 mA typiquement (@ 12 Vcc) 80 mA (@ 6 Vcc) 35 mA (@ 18 Vcc)
Au repos	135 µA typiquement (@ 12 Vcc)

Conductivité électrique
Gamme pour solution CE	0 à 3 dS m^-1
Gamme CE globale ou volumique	0 à 3 dS m^-1
Exactitude de mesure	±(5% de lecture + 0,05 dS m^-1)
Fidélité de mesure	0,5% de la CEV (CE volumique)

Permittivité diélectrique relative
Gamme de mesure	1 à 81
Exactitude de mesure	±(2% de lecture + 0,6) de 1 à 40 pour une solution CE ≤ 3 dS m^-1 ±1,4 (de 40 à 81 pour une solution CE ≤1 dS m^-1)
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	±1% VWC (avec étalonnage spécifique au sol) ±3% VWC (typique dans les sols minéraux, où la solution EC ≤ 3 dS m ^-1)
Fidélité de mesure	< 0,05%

Température du sol
Gamme de mesure	-50°C à +70°C
Résolution	0,001°C
Exactitude de mesure	±0,1°C (pour des températures de sol typiques [0°C à 40°C] quand le corps de la sonde est enfoui dans le sol) ±0,5°C (pour toute la plage de température)
Fidélité de mesure	±0,02°C

Documents à télécharger

Brochures

Sonde de teneur en eau du sol CS650

Manuels

CS650 and CS655 Water Content Reflectometers - 912

Notes techniques

Applications

France: Dynamic Agri-Voltaism

Conformité

CS650 (and related products) EU Declaration of Conformity

Vidéos & Tutoriels

Measuring Water in the Soil: A Webinar - 32:06

Webinaire sur l’humidité du sol - 18:24

Seminario web Humedad de Suelo - 20:51

Mode transparent du SDI-12 - 7:06

Affichage et analyseur de trames SDI-12 - 3:20

Utilisation des tableaux de variables, des répétitions et des Alias - 6:50

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.

Historique des révisions

FAQ

Nombre de FAQ au sujet de(s) CS650: 53

Développer toutRéduire tout

Les tiges du CS650 peuvent-elles être raccourcies ?

Campbell Scientific ne recommande pas expressement de raccourcir les tiges du capteur. L'électronique dans la tête du capteur a été optimisée pour fonctionner avec des tiges de 30 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.
Les CS650 et CS655 peuvent-elles être réparées ?

Les dommages sur l'électronique de la CS650 ou à l'électronique du CS655 ou aux tiges ne peuvent être réparées car ces composants sont placés dans l'époxy. Les dégâts sur les câbles, d'autre part, peuvent éventuellement être réparés. Pour plus d'informations, reportez-vous à la page Réparation et étalonnage.
Le câble pour CS650 ou CS655 peut-il être raccourci ?

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.
Can the CS650 measure permittivity and electrical conductivity of sea water and sea ice?

The electrical conductivity (EC) of sea water is approximately 48 dS/m. The CS650 can measure permittivity in water with EC between 0 and 3 dS/m. EC readings become extremely unstable at conductivities higher than 3 dS/m and are reported as NAN or 9999999. Because EC is part of the permittivity equation, an EC reading of NAN leads to a permittivity reading of NAN as well. Thus, the CS650 cannot provide good readings in sea water.

With regard to sea ice, the electrical conductivity drops significantly when sea water freezes and the permittivity changes from approximately 88 down to approximately 4, as the water changes from a liquid to a solid state. With both EC and permittivity falling to levels that are within the CS650 measurement range, the sensor is expected to give valid readings in sea ice. The sensor is rugged and can withstand the cold temperatures. However, as the ice melts, there will be a point at which the electrical conductivity becomes too high to acquire a valid reading for either permittivity or electrical conductivity.
How was the general calibration performed for the CS650 and the CS655?

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

K_a(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 K_a is apparent dielectric permittivity, σ is bulk electrical conductivity (dS/m), τ is period average (μS), and C₁ to C₁₁ are constants.
Can the CS650 and the CS655 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 CS650 or a CS655 was inserted halfway into a saturated soil with a volumetric water content of 0.4, the sensor 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.
With regard to the CS650 and the CS655, is there a generic calibration equation for organic soil?

No. The equation used to determine volumetric water content in the firmware for the CS650 and the CS655 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 CS650 or a CS655 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.
Do the CS650 and the CS655 correct readings for temperature changes?

No. The temperature sensor is located inside the sensor’s epoxy head next to one of the sensor rods. The stainless-steel rods are not thermally conductive, so the reported soil temperature reading is actually the temperature of the sensor head. If the CS650 or the CS655 is installed horizontally, which is the preferred method, then the sensor head will be at the same temperature as the soil, and the soil temperature value will be accurate. However, if the sensor is installed vertically, and/or with the sensor head above ground, the soil temperature reading will be less accurate. Because the sensor orientation is not known, no temperature correction was written into the firmware.
Do the CS650 and the CS655 have surge protection?

Yes. There is surge protection built into the sensor electronics. The sensor survives a surge of 2 kV at 42 ohm line-to-ground on digital I/O and 2 kV at 12 ohm line-to-ground on power. It also survives a surge of 2 kV at 2 ohm line-to-ground on the rods.

If additional surge protection is required, consider using the SVP100 Surge Voltage Protector DIN Rail with Mounting Hardware.
With the CS650 and the CS655, 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 that distance at whatever depth the rods are placed.

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Interférences entre les sondes

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Conductivité électrique

Permittivité diélectrique relative

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Température du sol

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