Productie van eenvoudige en goedkope bodem oppervlaktetemperatuur en gravimetrische water inhoud sensoren

Met deze methode kan iedereen sensoren bouwen die de temperatuur en het vocht van de bovenste vijf millimeter grond kunnen meten, een dynamisch en moeilijk te meten gebied. Tegelijkertijd meten microklimaat in het bodemoppervlak maakt het mogelijk om te beoordelen hoe temperatuur- en bodemvocht organismen, gasstromen en andere componenten van ecosysteemfunctie aan het bodemoppervlak beïnvloeden. Het bodemoppervlak is bijzonder gevoelig voor grote schommelingen in temperatuur en vocht en kan onevenredig belangrijk zijn bij het reguleren van de algehele ecosysteemactiviteit.

De sensoren geven nieuwe inzichten in hoe de biota van het bodemvochtoppervlak wordt gereguleerd door en reageren op veranderingen in temperatuur en vocht, die in het verleden moeilijk te bestuderen waren. Om de thermokoppelkabel voor te bereiden, stript u de kabeljas vier om centimeters van het einde van de kabel te geven en de nieuw blootgestelde kleine diameter omhulsels van vijf millimeter van de uiteinden van de draden te strippen en de gronddraad af te snijden bij de kabeljas, zodat deze niet buiten de jas wordt blootgesteld. Het dragen van de juiste beschermende apparatuur, ARC las de blootgestelde uiteinden van de draden samen en sleep je voorzichtig aan de draden om de sterkte van de las te testen en om ervoor te zorgen dat de uiteinden niet scheiden.

Dompel de ARC gelaste uiteinden van de thermokoppelkabel in vloeibare elektrische tape om het blootgestelde metaal van de draden te dekken, en ten minste drie millimeter van de kleine diameter draadomhulsels. Na het toestaan van de elektrische tape te drogen voor ten minste vier uur, of zoals aanbevolen door de fabrikant, snijd een stuk van ongeveer 3,3 millimeter warmte krimp buizen die lang genoeg is om de elektrische tape te dekken op de kleine diameter omhulsels en ten minste een centimeter van de thermocouple jas, en steek de draden in de buis, dan verplaats de buis terug over de kabel jas. Om de bodemvochtkabel voor te bereiden, stript u de kabeljas vijf centimeter van het einde van de kabel en snijdt u de gronddraad af bij de kabeljas, zodat deze niet buiten de jas wordt blootgesteld.

Strip een centimeter van de binnenste kleine diameter omhulsels van de uiteinden van de bodem vochtdraden en draai het blootgestelde metaal van elke draad om de kleine strengen te consolideren. Breng vervolgens, met behulp van de juiste huid- en oogbescherming, soldeer aan op het blootgestelde metaal aan elk draadeinde om de kleine, gedraaide strengen in te blikken. Knip vervolgens een stuk van 10 millimeter diameter warmte krimpbuizen tot ongeveer een centimeter langer dan de afstand waarop de kabel jas werd gestript aan het einde van de ingeblikte draden, en plaats deze buis over beide draden.

Schuif de buizen terug over de kabeljas en snijd twee 1,5 centimeter stukjes van 3,3 millimeter warmte krimpbuizen. Plaats een stuk buizen over elke draad en breng soldeerflux aan op de tanden van de tweeledige socketstrip. Soldeer de ingeblikte uiteinden van de draad aan de uiteinden van de twee-prong socket strip, zeker om de twee uiteinden gescheiden te houden, zodat ze niet aanraken.

Verplaats de twee stukken van 3,3 millimeter diameter warmte krimpen aan de basis van de twee-prong socket strip, zodat alle metalen onderdelen zijn bedekt. Gebruik het warmtepistool om de warmtespugtbuizen te hechten, waarbij u ervoor zorgt dat het soldeer onder de buizen niet oververhit raakt en smelt. Verplaats de 10 millimeter diameter warmte krimpbuis tot een millimeter van het einde van de twee-prong socket strip, zodat het betrekking heeft op de socket strip, de kleine diameter draden, en een deel van de kabel jas, en gebruik het warmte pistool om deze warmte krimpbuis vast te stellen op zijn plaats.

Om de acht-prong terminal strip te wijzigen, oriënteren de strip, zodat de bovenste tanden zijn gebogen uit de buurt van het zicht en gebruik draad knipt om de tweede, vierde en zevende tanden snijden van links, net onder de zwarte plastic contact strip. Meet vijf millimeter onder de zwarte plastic contactstrook en markeer de derde, vijfde en zesde tanden van links op vijf millimeter, knip deze tanden vervolgens op de vijf millimeter markeringen. Voor sensor hoofd montage, snijd twee stukken van een centimeter van ongeveer 13 millimeter diameter warmte krimpen buizen en schuif een over elk van de thermocouple en bodem vochtkabels.

Verplaats het BOOG gelaste uiteinde van de thermocouple draden over de bovenkant van de derde geknipte prong, zodat de punt van het thermokoppel is georiënteerd met het einde van het einde van de afgeknipte prik, en buig de draden, zodat ze de bovenste curve van de prong volgen. Schuif de warmtespuibbelbuis met een diameter van 3,3 millimeter over het gebogen deel van de prong en de thermokoppelddraden en controleer of de warmtekrimpbuis ook een deel van het thermokoppelkabeljack bedekt. Gebruik een warmtepistool om de warmte krimpbuis op zijn plaats te houden en gebruik vingers om het deel van de warmte krimpbuis die over de gebogen prong knijpen.

Steek de bovenste gebogen uiteinden van tanden vijf en zes in de twee-prong socket strip en beweeg de bovenste 13 millimeter diameter stuk warmte krimpbuis in de richting van de sensor hoofd totdat het is geplaatst ongeveer een centimeter van het hoofd. Gebruik een warmte pistool om de buis vast te stellen op zijn plaats, zorg ervoor dat de socket strip stevig aangesloten op tanden vijf en zes, en de thermocouple draad op de drie, en breng de andere 13 millimeter diameter stuk warmte krimpen buizen een paar centimeter achter het vorige stuk van warmte krimpen buizen. Bij het bevestigen van de warmte krimpbuis op zijn plaats, een goede verbinding tussen de twee-prong socket strip en tanden vijf en zes van de gewijzigde sensor hoofd is van cruciaal belang.

Breng vervolgens vloeibare elektrische tape aan op alle zijden van de thermokoppeldraad en prong drie, en op alle zijden van de socket strip verbinding, ervoor te zorgen dat al het blootgestelde metaal is bedekt. Bedek echter niet de 5 millimeter geknipte tanden die aan de verbinding zijn gekoppeld. Hier worden droogkalibratiegegevens voor twee monsters van elk van de drie bodemsubstraten, elk met een eigen sonde, getoond.

De regressies voor de slibleem bodemmonsters waren verschillend van de andere twee bodemsubstraten, daarom zou het toepassen van de regressievergelijking van de slibleemgrond op mosbiocrust of vice versa tot dramatisch verschillende waarden leiden. Anderzijds was de relatie tussen gravimetrische water en de sondeweerstanden voor de fijne zandgrond en de mosbiocrust vergelijkbaar. Omdat er variatie kan zijn binnen de substraten, is het belangrijk om een voldoende monstergrootte te verkrijgen om een nauwkeurige kalibratiecurve te produceren en individuele kalibratiecurven te maken voor alle sites.

In deze grafieken kan het gemiddelde temperatuur- en gravimetrische watergehalte van verwarmde en gecontroleerde percelen voor twee afzonderlijke regengebeurtenissen die begin mei 2018 plaatsvonden, worden waargenomen. De gemiddelde temperaturen in de opgewarmde percelen waren constant hoger dan de gemiddelde temperaturen van de gecontroleerde percelen. In de loop van deze twee regengebeurtenissen registreerden de weerstandssensoren in de verwarmde percelen minder bodemvocht dan de controles en de verwarmde percelen snel.

Het is belangrijk om ervoor te zorgen dat er een goede verbinding is gemaakt bij het lassen van de thermokoppeldraden en bij het aansluiten van de tweede strip op de sensorkop. We hebben deze sensoren geïnstalleerd voor het gebruik ervan in meerdere opwarmingsexperimenten, omdat het begrijpen van de manier waarop temperatuurbehandelingen de waarden van bodemvocht beïnvloeden, van cruciaal belang is voor het interpreteren van microklimaatgegevens van het bodemoppervlak. In combinatie met andere instrumenten hebben deze sensoren onderzoek mogelijk gemaakt naar de invloed van temperatuur en vocht aan het bodemoppervlak op fundamentele bodemprocessen, zoals kooldioxide-efflux naar de atmosfeer.

Deze nieuwe link tussen oppervlaktegrond microklimaat en bodem efflux is van cruciaal belang geweest voor ons begrip van hoe droge bodems feedback kunnen geven op wereldwijde verandering.