C-CS650 / C-CS655
TDR土壌水分センサー SDI-12出力 (C-CS650/655)

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概要

C-CS650(ロッド:30cm)

C-CS655(ロッド:12cm)

C-CR1000XC-CR800などのデータロガーに直接接続可能な、TDR方式の土壌水分センサーです。メンテナンスフリーなので、長期間の連続観測、寒冷地、乾燥地に最適です。土壌水分(体積含水率)だけでなく、土中の導電率、温度、誘電率が測定可能です。
電源コントロールをして、省電力化でき、かつ、コストパフォーマンスに優れているので、多点、無人観測にも適しています。原理は、センサーロッド間の電磁波の速度が、ロッド間の誘電率(水分)の変化に影響されることを用いています。30cm(12cm)のロッド中の平均含水率が得られます。センサーは、2本のロッドと制御部が一体となった構造で、防水構造なので、土中に埋設することができます。ロッドは、あらゆる角度で土壌に挿入することができます。
また、CR1000XなどにC-AM16/32マルチプレクサーを接続して、多chSDI計測も可能です。この場合、各センサーにSDIアドレスを設定する手間がありません。
C-CS616の後継機で、デジタル出力、多要素計測が特徴です。

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仕様

スクロールすることができます

測定体積 CS-650:7800cm^3
CS-655:3600cm^3
各プローブの半径約7.5cm、ロッド先端から4.5cmの範囲を計測
出力 SDI-12、RS-232C
測定時間 測定:3ms SDI1-12コマンド:600ms
動作温度範囲 -50~70℃
電源 6-18VDC, 45mA@12VDC(動作時)
135uA@12V(非動作時)
動作時
消費電流
45mA@12VDC、80mA@6VDC、35mA@18VDC
平均消費電流 I = 0.09n + [3.5 + 0.024(n-1)]n/s
I(mV):平均電流
n:CS650の数
s:測定間隔(秒)
ロッドの大きさ CS-650:300L*3.2mmφ 32mmの間隔で2本
CS-655:120L*3.2mmφ 32mmの間隔で2本
ヘッド部大きさ 85L*63W*18Dmm
重さ CS-650:280g ケーブルの重さ 35g/m
CS-655:240g ケーブルの重さ 35g/m
最大ケーブル長さ 300m(同じCポートに接続されたセンサーの合計は610m以下)
設定など C-A200インターフェースでPCと接続:Device Configuration Utilityにて設定 

SDIアドレスの設定はロガー経由LoggeNetソフトターミナルモードで可能です。

LoggerNet-Connect-DataLoggerメニューで、Terminal Emulatorを選択
enterを何回か押すと、CR1000>と表示されます。
その後、以下のように入力してアドレスを設定します。
以下の例は、C1に接続して、アドレスを1に設定する例です。
?! 現在接続されているSDI機器のアドレス。
aAb! アドレスaをbに変更(以下では3を1に変更)

土壌水分(体積含水率)の式 鉱物性土壌の土壌体積含水率θvとbulk誘電率(土壌誘電率))Kaの関係はTopp et al.(1980)の式を用いて以下のように実験的に表されます。

θv = -5.3*10^-2 + 2.92*10^-2Ka – 5.5*10^-4Ka^2 + 4.3*10^-6Ka^3

上記の式を用いず自分で校正することも可能です(マニュアル参照)
土壌の導電率 溶液導電率 σsolutionとbulk導電率σbulk、固体導電率σsolidの関係は以下のように表されます。
σbulk=σsolutionθvT+σsolid

T:土壌固有透過係数
温度補正  
導電率の温度補正 ECの温度補正
補正式:
EC25 = ECT / (1 + 0.02*(Tsoil-25))
EC25:25℃のbulk EC
ECT:温度T(℃)のbulk EC
体積含水率の温度補正 含水率の温度補正
誤差は以下の通り
0.5%:10~30℃
2%:-10~70℃

補正式
θCorr = θ – 0.0044*Tθ^3 + 0.0014*Tθ^2 + 0.0029*Tθ- 0.0002*T + 2.4*θ^3 – 1.6*θ^2 + 0.32*θ – 0.046
θ:測定された含水率
T:温度(℃)

対象データロガーとSDIポートの数

スクロールすることができます

SDIポートの数 対象データロガー
8 C-CR10X
5 C-CR5000
4 C-CR1000X,3000,23X
2 C-800、850
1 C-200X、510

1つのポートで10本測定可能です。

C-CS650

測定要素、測定範囲、精度、再現性

スクロールすることができます

要素 体積含水率 導電率 温度 相対誘電率
測定範囲 0-100% 0 to 3 dS/m(溶液)
0 to 3 dS/m(土壌:bulk)
-50~70℃
動作範囲:-50~70℃
1 to 81
精度 ±1%(特定土壌で校正実施の場合)
±3%(溶液EC 3dS/m未満、出荷状態の標準体積含水率式の場合)
±(5% of reading + 0.05 dS/m) ±0.1℃(0~40℃時)本体地中にて
±0.5℃(上記以外の動作温度範囲での場合)
1-40
±(2% of reading + 0.6) for 溶液EC ≦3 dS/m
40-80
±1.4 for 溶液EC ≦3 dS/m
再現性 <0.05% 0.5% bulk EC ±0.02℃ <0.02

精度:誘電率1-81、導電率0-10dS/m

単位  単位換算計算
導電率= S/cm = 1/(Ω・cm)
1 [S/m] = 10 [dS/m] = 10 [mS/cm]

C-CS655

測定要素、測定範囲、精度、再現性

スクロールすることができます

要素 体積含水率 導電率 温度 相対誘電率
測定範囲 0-100% 0 to 8 dS/m(溶液)
0 to 8 dS/m(土壌:bulk)
-50~70℃
動作範囲:-50~70℃
1 to 81
精度 ±1%(特定土壌で校正実施の場合)
±3%(溶液EC 10dS/m未満、出荷状態の標準体積含水率式の場合)
±(5% of reading + 0.05 dS/m) ±0.1℃(0~40℃時)本体地中にて
±0.5℃(上記以外の動作温度範囲での場合)
1-40
±(3% of reading + 0.8) for 溶液EC ≦8 dS/m
40-80
±2 for 溶液EC ≦2.8 dS/m
再現性 <0.05% 0.5% bulk EC ±0.02℃ <0.02

SDI-12結線

スクロールすることができます

線色 意味 ロガー端子
SDI-12 DATA Cポート
SDI-12 電源 12V
SDI-12 G G
クリアー シールド G
オレンジ NU G

SDI通信の時にオレンジは必ずGに結線する

RS-232C結線

スクロールすることができます

線色 意味 A200
オレンジ RxD OUT
TxD IN
電源 12V
G G
クリアー シールド G

PCなどCSIのロガー以外の機器と接続する場合、OSを転送する場合などはA200インターフェースを使用します。
セッティング:9600BPS N 1 8

オプション

土壌挿入ガイド
CS650G 挿入ロッド 

硬い土壌などに、予めこのロッドで挿入用の穴をあけておきます。ハンマーでたたき込む事もできます。

センサーーPCインターフェース(C-A200)

本装置はSDI-12センサーとPCを接続するインターフェースで、センサーの設定や、ファームウェアーのupdateをDevice Configuration Utilityを使用して行います。
PCとの接続は、USBインターフェースです。