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.
Lire la suiteLa 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
Veuillez noter : Ce qui suit montre des informations de compatibilité générales. Ce n'est pas une liste complète de tous les produits compatibles.
Produits | Compatibilité | Note |
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CR1000 (obsolète) | ||
CR1000X (obsolète) | ||
CR300 (obsolète) | ||
CR3000 (obsolète) | ||
CR310 | ||
CR350 | ||
CR6 | ||
CR800 (obsolète) | ||
CR850 (obsolète) |
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.
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.
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.
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) |
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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 |
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Fidélité de mesure | < 0,02 |
Teneur en eau volumique |
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Gamme de mesure | 0 à 100% (avec la commande M4) |
Exactitude de mesure de la teneur en eau |
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Fidélité de mesure | < 0,05% |
Température du sol |
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Gamme de mesure | -50°C à +70°C |
Résolution | 0,001°C |
Exactitude de mesure |
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Fidélité de mesure | ±0,02°C |
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.
Nombre de FAQ au sujet de(s) CS650: 53
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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.
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.
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
Ka(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 Ka is apparent dielectric permittivity, σ is bulk electrical conductivity (dS/m), τ is period average (μS), and C1 to C11 are constants.
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.
If information is available on soil texture, organic matter content, and electrical conductivity (EC) from soil surveys or lab testing of the soil, it should be possible to tell if the soil conditions fall outside the range of operation of the sensor. Without this information, an educated guess can be made based on soil texture, climate, and management:
When in doubt about soil texture and electrical conductivity, Campbell Scientific recommends using a CS655 because of the sensor’s wider range of operation in electrically conductive soils, as compared with the CS650.
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 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 CS650 or a CS655 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.
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.
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.
The CS650-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 or 9999999 does not necessarily mean that there is a problem with the sensor hardware. The conditions outlined below can lead to a value of NAN or 9999999 for permittivity and volumetric water content.
SDI-12 communications issue
If all of the following are true, there is likely an issue with the SDI-12 communications between the sensor and the datalogger: the sensor is being polled with an M1! SDI-12 command, the permittivity value reported is NAN, and subsequent values are all zeroes or never change. Possible causes include the following:
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 1.14 dS/m
When bulk electrical conductivity is greater than 1.14 dS/m, the solution EC is greater than 3 dS/m, which is the upper limit for accurate readings with the CS650. When this occurs, the soil is considered out-of-bounds and will report a value of NAN or 9999999 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 or 9999999. This is the most common cause of NAN values with the CS650-series sensors, and it occurs because of the soil properties and not because of a sensor malfunction.
Dans un sol qui a une fraction importante de loam, terreau, loam limoneux, limono-argileux, loam argileux, argile, le CS655 est une option appropriée parce que ces sols ont tendance à être plus électriquement conducteur, et le CS655 fonctionne sur une plus grande plage de la conductivité électrique que le CS650. Dans les applications où un plus petit volume de mesure est souhaitée, tels que des pots de fleur de grande taille, les tiges de 12 cm de long du CS655 sont préférables aux tiges de 30 cm de long du CS650.