张力计使用说明书.doc

1负压式土壤湿度计（张力计）使用说明书一、原理与特点土壤湿度计是测定土壤水分的一种仪器众所周知，土壤水分受土壤孔隙的毛管引力和土粒的分子引力的作用，使土壤孔隙中的水分处于负压（吸力）状态，土壤吸力愈大，土壤孔隙中的水分愈少，土壤含水量也就愈低；反之，土壤吸力愈小，土壤孔隙中的水分愈多，则土壤含水量愈高所以土壤湿度计指示的数据就能大致反应出土壤的含水量状况， 负压试土壤湿度计 （也称张力计）就是测定这种土壤吸力（或称土壤基质势）的仪器负压式土壤湿度计由陶土头、腔体、集气室、计量指标器等部件组成陶土头是仪器的感应部件，具有许多微小的孔隙，陶土头被水浸 润后，在孔隙中形成一 层 水膜当陶土头中的孔隙全部充水后，孔隙中水就具有张力，这种张力能保证 水在一定压力下通过陶土头 ，但阻止空气通 过当充满水且密封的土壤湿度计插入水分不饱和的土壤时，水膜就与土壤水 连接起来， 产 生水力上的联系土壤系统的水势不相等时，水便由水势高处通过陶土头向水势低处流动，直至两个的系统的水势平衡为止当忽略了重力 势、温度势、溶质势后，系统的水势即为压力 势和基质势之和，土壤的 压力 势（以大气压力参考）为零，仪器里无基质，基质势为零，土壤水的基质势便可由 仪器所示的压力（差）来量度。

非饱和土壤水的基质势抵于仪器里的压力势，土壤就透过陶土头向仪器吸水，直到平衡 为止因 为仪器是密封的，仪器中就产生真空度或吸力（抵于大气参照压力的压力）这样仪器内的 负压便计量器或传感器测 行， 这就是土壤的吸力土壤水吸力与土壤水基质势在数值上是相等的，只是符号相反，在非饱和土壤中，基地势为负值，吸力为正值， 张力计较多地用于非饱和土壤上，其基质势为负值 ，矿张力计又称负压计土壤水吸力是土壤水势的强度指标和土壤水的流动，对植物的有效性有密切的关系与土壤含水率的含义不同，它是在土壤水势 的强弱上面不是在多寡上反映土壤的干湿程度一般来说，土壤吸力愈大含水量愈小；土壤吸力愈小含水量愈多所以土壤湿度计指标 的资料也能大致反映出土壤的含水量状况仪器具有结构简单，灵敏度高，使用方便等优点，可以定点定位连续测定土壤水分的运行，及时反映土壤水分的纵横变化为灌溉 、排水、作物生长提供必要的科学根据二、结构与指标负压计由陶土头、腔体、集气室、计量指示器等部件组成用真空表作计量指示装置的称为真空表型负压计(附图) 真空表型负压计（真空表的精度为 2.5 级）：测量范围：0—85Kpa；精度：2.5Kpa；灵敏度：仪器的灵敏度决定于负压表的代换容量（单位水量变化引起负压值的变化）和陶土头的透水盖 子橡 皮 塞 真 空 表集 气 管塑 料 管陶 土 管2速度。

仪器的灵敏度直接影响着 测定的平衡时间，当然平衡时间还取决于仪器的除气程度，土壤的湿度状况及土壤脱吸水分的过程等因素仪器按入土深度分为三种，30cm，50 cm， 70 cm如使用单位需要特定的长度可与我公司联系定制三、使用方法仪器安装：出厂前仪器已安装好，可以直接使用如果出厂时没有安装好时，则仪 器必须先除气：步骤如下：1、开水冷却：将自来水煮沸 20 分钟后，放置冷却 备用2、注水：开启集气管的盖子，并将仪器倾斜，用塑料瓶徐徐注入经煮沸后冷却的无气水，直到加 满为止，仪器直立 10—20 分钟（不要加盖子），让水把陶土管湿 润，并见水从陶土头表面滴出3、排气：再将仪器注满无气水，用干布或吸水性能好的 纸从陶土 头表面吸水（或在注水中处塞入一个插有注射针头的橡皮器，用注射器 进行抽气，抽气 时注意针 尖必需穿过橡皮塞并伸入仪器内部同时用左手顶住橡皮塞，不让其松动漏气）此时，可以看到真空表的指针，指向 40 Kpa 左右，并有气泡从真空表内逸出，逐渐聚集在集气管中缓缓拔去塞子，让真空表指针缓慢退回零位继续将仪器注满无气水，仍用上述方法进行抽气这样重复 3-4 次，真空表内的空气即可除去大部份。

4、集气：将仪器注满无气水，加上塞子，加以密封，并将 仪器直立， 让陶土管在空气中蒸发，约二小时后，即可见真空表的指针指向 40 Kpa 或更高此时从陶土管真空表塑料管及集气管中会有埋藏的气泡逸出，同时， 轻轻将仪器上下倒置，使气泡集中到集气管中5、再蒸发：将陶土管浸入无气水中，此时，可见真空表指针回零，打开盖子，重新注满无气水，加上盖子，再让陶土管在空气中蒸发 此 时，真空表的指针可升至 50 Kpa 或更高同时轻轻将仪器上下倒置，收集逸出的空气6、重复：按以上步骤进行 2-3 次，每进行一次之后真空表的指针可升得更高，直到指针达到 80 Kpa时将陶土管浸入无气水中，真空指针转动回零打开盖子，注满水，盖子盖紧，将陶土管浸在无气水中 备用零位校正：仪器密封后，真空表至 测点（陶土头中部）间存在一个静水 压力值，如作精确 测量，此静水压力差应予以消除，这就需要 进行零位校正校正方法：仪器灌水后即在空气中蒸发，使 负压升至 20 Kpa 左右时，将陶土管的一半浸入水中，静后真空表指针缓缓回零，直到不 动此 时的读数即为仪器的零位校正 值测量值减去零位校正值就是测点的土壤吸力现场安装：在需要测量土壤吸力的地方，以一直径相当于陶土管的 钻孔器开孔到待测的深度（以陶土头中心计算），倒入少许泥浆，垂直插入仪器，使陶土管与土壤紧密接触，然后将周围填土捣实（切勿踩实），以免雨水沿管壁周围松土下渗到测点，致使 测量不准。

数据采集：仪器安装好 24 小时之后， 便可进行数据采集土壤水吸力受温度、容重等影响，应注意不要踩实仪器周围的土壤，尽量在温度 变化小的时间采集（最好在清晨）以避免 测点和仪器因温度不同而造成的误差如对数据怀疑，可轻轻叩打具空表，以消除可能产生的摩擦力水分测定：土壤湿度计是测定土壤某个测点上的土壤吸力值，安装时须将陶土头的中部放在该被测点的位置上仪器的量程为 85 Kpa，超过此限度时，仪器因陶土管壁的水膜破裂而漏气，使仪器失去作用将连续采集的土壤吸力读值绘到坐标纸上，所 绘成的曲线 是灌溉、排水极好的参考 资料仪器的真空表刻度采用国家公布的度量衡标准，其 单位为 千帕斯卡（Kpa）单位换算：1000 Kpa＝1 巴＝1000 毫巴＝75.01 厘米汞柱＝ 1020 厘米水柱四、定期检查1、仪器在使用过程中，必须定期检查集气管中的空气容量，如果空气容量超过集气管容积的一半，必须重新补满水，补水时不要拔出仪 器，也不要 摇动仪器，只要缓缓拧开盖子，用无气水灌满若在操作过程中，陶土管与原来接触的土壤松动，应在附近重新打孔，重新安装2、一般来讲，如埋设前仪器中的空气基本除净，且土壤的湿度在仪器的测量范围内，则可以连续维持 10-25天，不必重新加水。

五、注意事项31、陶土头切忌油污，以免堵塞微孔，使仪器失灵2、仪器的量程为 85 Kpa，超过此限度时，仪器因陶土管壁的水膜破裂而漏气，使仪器失去作用3、开盒子时，应缓缓打开，否则，真空表指针因压力差突然消失而猛撞 0 点档柱，容易造成真空表内油丝（钟表油丝）损坏，使真空表失灵4、盖盖子时，应缓缓拧入，将多余水从陶土头渗出切不可将橡皮塞快速按入 仪器内，否则， 仪器内将产生高的正压力，使真空表损坏，传感器损坏5、当气温下降到冰点前，应将埋设在室外的仪器撤回，以免冻裂附件一：植物需浇水时土壤吸力范围（供参考）种 类 10-20 Kpa 20-30 Kpa 30-50 Kpa >50 Kpa花卉 湿生花卉类：热带兰类；火鹤花；凤梨科花卉；秋海棠类；观音莲；水晶花烛；铁线蕨属；扇叶凤尾蕨紫薇；八仙花；玉兰；金丝桃；杜鹃；金莲花；白玉常春藤；细叶卷柏牡丹；桂花；月季；蔷薇；樱花；木槿；西府海棠；无花果；金银花；茶花；茉莉花；常春藤（日本）；鸟巢卷柏耐旱花卉类：仙人掌类；景天科花卉；龙舌兰科；虎尾兰属花卉；黄边短叶竹蕉；腊梅蔬菜果树黄瓜（温室）；善茄（温室）小青菜等叶菜类蔬菜；草莓芹菜；青椒；黄瓜；甜瓜；露地蕃茄；柑桔；果实膨大期的梨、苹果。

豌豆；马铃薯；柠檬；葡萄；香蕉卷心菜；莴苣；洋葱；胡萝卜；花椰菜；园榧；鳄梨；苹果；梨其它作物 茶叶 烟草；甘蔗；草皮草 玉米；小麦；大麦；小米；牧草；高梁附件二：土壤水分特性曲线的测定土壤水分特性曲线 （又称特征曲线，持水曲 线）是土壤水吸力土壤含水量的关系曲 线由于土壤性 质、状态各异，不同土壤具有各自的水分特性曲线土壤水分干湿过程的特性曲线不相重合（滞后现象），就某一土壤而言就是脱水、吸水两条不同过程的特性曲线，特性曲线的测定可在田间进行，也可以采样在室内进行田间测定法：田间埋设张力计，于不同土壤水吸力 时，在 张 力计附近的同样深度，采样测定土壤含水量，记录下湿润或干燥过程，逐渐积累起资料，再绘制曲线室内测定法：（以汞柱型土壤温度计为例）准备好特制的支架，支架上安装张力计， 张力计上要带有容量刻度，汞柱管要事先量好容积，陶土管要 调节到所需高度，并经除气处理将陶土管浸泡在水中，水面达到陶土管的中心位置，读取汞柱左 边高度（h 1），移去盛水容器，擦去陶土管外水 渍，迅速称取整套装置重量（g2）用容重环刀（g 1）从田间 采回土样，放在支架上，将陶土管埋在土 样中，先进行脱水过程的测定。

测定须在恒温条件下进行，将土壤浸泡在水中，直至饱和移去盛水容器，擦去环刀外壁及支架上的水渍，记录汞柱高度（h 1·h2），并将整套连同环刀、土样一并称重（g 3）让土样自然蒸发，在蒸 发过程中逐日记录汞柱高度，同时称重当集气室中聚有气泡时，亦应记录下气泡容量，但不必除气，干燥过程一直测至 640 毫米汞柱为止然后进行吸水过程的 测定，向土面加少量水，用塑料 纸封住土面，让水分逐渐均匀分布土中次日，掀去塑料纸进行测定，测定完再加水，覆盖塑料纸，待水分平衡，下一日再进行测定如此重复，直到土样饱和为止取出陶土管，陶土管和 环刀上的土要全部刮出，将土样烘干（105℃）称重（g）结果计算：土壤水吸力按前面讲的方法进行计算土壤含水量计算公式如下：g3-( g2+ g1+g-g4)W%= X100%g式中 W 为土壤含水量（%）；4g 为干土重（g）；g 1为环刀重(g)；g 2为张力计整套装置重量 (g)；g3为张力计整套装置重量、 环刀、湿土重（g）;g 4为集气室及汞柱管的水分重量校正（ g）根据土壤水吸力及含水量值，各 对应绘制成特性曲线土壤水分特性曲线（单位：毫巴）。

附三： 毫米汞柱---毫巴对照表毫米汞柱（mmHg） 毫巴(10 -3 巴) 毫巴 (10-3 巴) 毫米汞柱（mmHg ）1 1.3329 1 0.750150 67 50 3875 100 100 75100 133 150 112150 200 200 150200 267 250 188250 333 300 225300 400 350 263350 467 400 300400 533 450 333450 600 500 375500 666 550 413550 733 600 450600 800 700 525650 866 800 600700 933 900 675750 1013 1000 7501013 760中国科学院南京土壤研究所 研制产品合格证产品名称 土壤湿度计（张力计）产品型号 负压式真空表型检验员 检字日期 2007 年 月 日南京传滴仪器设备有限公司 单位：南京传滴仪器设备有限公司地址：南京市北京东路 71 号 邮编：210008：025-83356385真空表式负压计（张力计） 压电式负压计（传感器与变送器一体化）。