電導率土壤溫度水分三合一變送器485型
電導率土壤溫度水分三合一變送器485型
1.產品介紹
1.1產品概述
該傳感器性能穩定靈敏度高,是觀測和研究鹽漬土的發生、演變、改良以及水鹽動態的重要工具。通過測量土壤的介電常數,能直接穩定地反映各種土壤的真實水分含量。可測量土壤水分的體積百分比,是符合目前標準的土壤水分測量方法。
該傳感器適用于土壤墑情監測、科學試驗、節水灌溉、溫室大棚、花卉蔬菜、草地牧場、土壤速測、植物培養、污水處理、精細農業等場合。
1.2功能特點
1)土壤含水率、電導率以及溫度三參數合一。
2)也可用于水肥一體溶液、以及其他營養液與基質的電導率。
3)電極采用特殊處理的合金材料,可承受較強的外力沖擊,不易損壞。
4)*密封,耐酸堿腐蝕,可埋入土壤或直接投入水中進行長期動態檢測。
5)精度高,響應快,互換性好,探針插入式設計保證測量精確,性能可靠。
1.3 技術參數
直流供電(默認) | DC 4.5-30V | |
大功耗 | 0.7W(24V DC供電) | |
工作溫度 | -40℃~+60℃ | |
內核芯片耐溫 | 85℃ | |
電導率參數 | 量程 | 0-20000us/cm |
分辨率 | 10us/cm | |
精度 | 0-10000us/cm范圍內為±3%;10000-20000us/cm范圍內為±5% | |
土壤水分參數 | 量程 | 0-100% |
分辨率 | 0.1% | |
精度 | 0-50%內2%,50-100%內3% | |
土壤溫度參數 | 量程 | -40~80℃ |
分辨率 | 分辨率:0.1℃ | |
精度 | ±0.5℃(25℃) | |
電導率溫度補償 | 內置溫度補償傳感器,補償范圍0-50℃ | |
防護等級 | IP68 | |
探針材料 | 防腐特制電極 | |
密封材料 | 黑色阻燃環氧樹脂 | |
默認線纜長度 | 2米,線纜長度可按要求定制 | |
外形尺寸 | 45*15*123mm | |
輸出信號 | RS485(Modbus協議) |
1.4產品選型
RS- |
| 公司代號 | ||
| ECTH- |
| 電導率溫度水分三合一變送器 | |
ECH- |
| 電導率土壤水分變送器 | ||
| N01- |
| RS485(Modbus-RTU協議) | |
| TR-1 | 土壤檢測外殼 |
2.外形尺寸
3.使用方法
由于電極直接測定土壤中的可溶鹽離子的電導率,因此土壤體積含水率需高于約20%時土壤中的可溶離子才能正確反映土壤的電導率。在長期觀測時,灌溉或者降雨后的測量值更接近真實水平。如果進行速測,可先在被測土壤處澆水,待水分充分滲透后進行測量。
如果在較堅硬的地表測量時,應先鉆孔(孔徑應小于探針直徑),再插入土壤中并將土壓實然后測量;傳感器應防止劇烈振動和沖擊,更不能用硬物敲擊。由于傳感器為黑色封裝,在強烈陽光的照射下會使傳感器使急劇升溫(可達50℃以上),為了防止過高溫度對傳感器的溫度測量產生影響,請在田間或野外使用時注意遮陽與防護。
3.1 速測方法
選定合適的測量地點,避開石塊,確保鋼針不會碰到堅硬的物體,按照所需測量深度拋開表層土,保持下面土壤原有的松緊程度,緊握傳感器垂直插入土壤,插入時不可左右晃動,一個測點的小范圍內建議多次測量求平均值。
3.2 埋地測量法
垂直挖直徑>20cm的坑,在既定的深度將傳感器鋼針水平插入坑壁,將坑填埋嚴實,穩定一段時間后,即可進行連續數天,數月乃至更長時間的測量和記錄。
3.3 注意事項
1、測量時鋼針必須全部插入土壤里。
2、避免強烈陽光直接照射到傳感器上而導致溫度過高。野外使用注意防雷擊。
3、勿暴力折彎鋼針,勿用力拉拽傳感器引出線,勿摔打或猛烈撞擊傳感器。
4、傳感器防護等級IP68,可以將傳感器整個泡在水中。
5、由于在空氣中存在射頻電磁輻射,不宜長時間在空氣中處于通電狀態。
4.設備安裝說明
4.1 設備安裝前檢查
設備清單:
■傳感器設備1臺
■合格證、保修卡、接線說明等
■USB轉485(選配)
4.2 接口說明
寬電壓電源輸入4.5~30V均可。485信號線接線時注意A/B兩條線不能接反,總線上多臺設備間地址不能沖突。
4.3 接線說明
線色 | 說明 | 備注 |
棕色 | 電源正 | 4.5~30V DC |
黑色 | 電源地 | GND |
黃色 | 485-A | 485-A |
藍色 | 485-B | 485-B |
5.配置軟件安裝及使用
5.1 軟件選擇
打開資料包,選擇“調試軟件”---“485參數配置軟件”,找到打開即可。
5.2 參數設置
①、選擇正確的COM口(“我的電腦—屬性—設備管理器—端口”里面查看COM端口),下圖列舉出幾種不同的485轉換器的驅動名稱。
②、單獨只接一臺設備并上電,點擊軟件的測試波特率,軟件會測試出當前設備的波特率以及地址,默認波特率為4800bit/s,默認地址為0x01。
③、根據使用需要修改地址以及波特率,同時可查詢設備的當前功能狀態。
④、如果測試不成功,請重新檢查設備接線及485驅動安裝情況。
6.通信協議
6.1通訊基本參數
編 碼 | 8位二進制 |
數據位 | 8位 |
奇偶校驗位 | 無 |
停止位 | 1位 |
錯誤校驗 | CRC(冗余循環碼) |
波特率 | 可設,出廠默認為4800bit/s |
6.2 數據幀格式定義
采用Modbus-RTU 通訊規約,格式如下:
初始結構 ≥4 字節的時間
地址碼 = 1 字節
功能碼 = 1 字節
數據區 = N 字節
錯誤校驗 = 16 位CRC 碼
結束結構 ≥4 字節的時間
地址碼:為變送器的地址,(出廠默認0x01)。
功能碼:主機所發指令功能指示。
數據區:數據區是具體通訊數據,注意16bits數據高字節在前!
CRC碼:二字節的校驗碼。
主機問詢幀結構:
地址碼 | 功能碼 | 寄存器起始地址 | 寄存器長度 | 校驗碼低字節 | 校驗碼高字節 |
1字節 | 1字節 | 2字節 | 2字節 | 1字節 | 1字節 |
從機應答幀結構:
地址碼 | 功能碼 | 有效字節數 | 數據一區 | 數據二區 | 數據N區 | 校驗碼低字節 | 校驗碼高字節 |
1字節 | 1字節 | 1字節 | 2字節 | 2字節 | 2字節 | 1字節 | 1字節 |
6.3 寄存器地址
寄存器地址 | PLC或組態地址 | 內容 | 操作 | 定義說明 |
0000 H | 40001 (十進制) | 含水率 | 只讀 | 含水率實時值(擴大10倍) |
0001 H | 40002 (十進制) | 溫度值 | 只讀 | 溫度實時值(擴大10倍) |
0002 H | 40003 (十進制) | 電導率 | 只讀 | 電導率實時值 |
0003 H | 40004 (十進制) | 鹽度 | 只讀 | 鹽度實時值 |
0004 H | 40005 (十進制) | 總溶解固體 TDS | 只讀 | TDS實時值 |
0022 H | 40035 (十進制) | 電導溫度系數 | 讀寫 | 0-100對應0.0%-10.0% 默認0.0% |
0023 H | 40036 (十進制) | 鹽度系數 | 讀寫 | 0-100 對應 0.00-1.00 默認55(0.55) |
0024 H | 40037 (十進制) | TDS 系數 | 讀寫 | 0-100 對應 0.00-1.00 默認50(0.5) |
0050 H | 40081 (十進制) | 溫度校準值 | 讀寫 | 整數(擴大10倍) |
0051 H | 40082 (十進制) | 含水率校準值 | 讀寫 | 整數(擴大10倍) |
0052 H | 40083 (十進制) | 電導率校準值 | 讀寫 | 整數 |
07D0 H | 42001 (十進制) | 設備地址 | 讀寫 | 1~254(出廠默認1) |
07D1 H | 42002 (十進制) | 設備波特率 | 讀寫 | 0代表2400 1代表4800 2代表9600 |
注意:電導率水分設備無溫度值及其校準值寄存器
6.4 通訊協議示例以及解釋
舉例:讀取電導率溫度水分三合一設備(地址0x01)的電導率及溫度水分值
問詢幀
地址碼 | 功能碼 | 起始地址 | 數據長度 | 校驗碼低字節 | 校驗碼高字節 |
0x01 | 0x03 | 0x00 0x00 | 0x00 0x03 | 0x05 | 0xCB |
應答幀
地址碼 | 功能碼 | 返回有效 字節數 | 水分值 | 溫度值 | 電導率值 | 校驗碼 低字節 | 校驗碼 高字節 |
0x01 | 0x03 | 0x06 | 0x02 0x92 | 0xFF 0x9B | 0x03 0xE8 | 0xD8 | 0x0F |
溫度計算:
當溫度低于 0 ℃ 時溫度數據以補碼的形式上傳。
溫度:FF9B H(十六進制)= -101 => 溫度 = -10.1℃
水分計算:
水分:292 H (十六進制)= 658 => 濕度 = 65.8%,即土壤體積含水率為 65.8%。
電導率計算:
電導率:3E8 H (十六進制)= 1000 => 電導率 = 1000 us/cm
7.常見問題及解決辦法
7.1 設備無法連接到PLC或電腦
可能的原因:
1)電腦有多個COM口,選擇的口不正確。
2)設備地址錯誤,或者存在地址重復的設備(出廠默認全部為0x01)。
3)波特率,校驗方式,數據位,停止位錯誤。
4)485總線有斷開,或者A、B線接反。
5)設備數量過多或布線太長,應就近供電,加485增強器,同時增加120Ω終端電阻。
6)USB轉485驅動未安裝或者損壞。
7)設備損壞。