РД 52.33.621-2001. Руководящий документ. Методические указания. Температура почвы на глубине залегания узла кущения озимых зерновых культур и корневой шейки многолетних трав. Методика выполнения измерений термометром АМ-34
(утв. Росгидрометом 17.05.2001)
Примечание
Документ введен в действие с 1 декабря 2001 года.
Утвержден Федеральной службой России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромет) 17 мая 2001 года
ТЕМПЕРАТУРА ПОЧВЫ НА ГЛУБИНЕ ЗАЛЕГАНИЯ УЗЛА КУЩЕНИЯ ОЗИМЫХ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР И КОРНЕВОЙ ШЕЙКИ МНОГОЛЕТНИХ ТРАВ
МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ ТЕРМОМЕТРОМ АМ-34
Дата введения 1 декабря 2001 года
Предисловие
2 РАЗРАБОТЧИКИ А.Д. Пасечнюк, канд. геогр. наук (руководитель разработки); Г.С. Рыбин
3 УТВЕРЖДЕН Федеральной службой России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромет) 17 мая 2001 г.
4 ОДОБРЕН Центральной комиссией Росгидромета по приборам и методам получения и обработки информации о состоянии природной среды 16 ноября 2000 г.
5 ЗАРЕГИСТРИРОВАН ЦКБ ГМП за № РД 52.33.621-2001 от 3 мая 2001
1 Область применения
Настоящий руководящий документ устанавливает методику выполнения измерений срочной, максимальной и минимальной температуры почвы (далее температура почвы) на глубине залегания узла кущения озимых зерновых культур и корневой шейки многолетних трав, которая в среднем равна 3 см, термометром почвенным АМ-34 ИЛАН.416314.001 ТУ (далее термометр).
Руководящий документ обязателен для организаций Росгидромета, выполняющих измерения температуры почвы термометром, а также осуществляющих контроль и обобщение результатов измерений.
2 Определения и сокращения
В настоящем руководящем документе применены следующие термины с соответствующими определениями, а также сокращения:
Температура почвы максимальная — наибольшее значение температуры почвы между двумя последовательными сроками наблюдений по данным запроса датчика через каждые 30 мин.
Температура почвы минимальная — наименьшее значение температуры почвы между последовательными сроками наблюдений по данным запроса датчика через каждые 30 мин.
Температура почвы срочная — значение температуры почвы в срок наблюдения.
Срок наблюдения — момент считывания значений температуры почвы с блока измерения и регистрации (БИР).
БИР — блок измерения и регистрации.
ОЗУ — оперативное запоминающее устройство.
ПСИ — пульт считывания информации.
3 Требования к погрешности измерений
3.1 Пределы допускаемой погрешности (в условиях эксплуатации) составляют +/- 0,5 °C.
3.2 Указанные пределы погрешности установлены для БИР, помещенного в почву на глубину, где температура не опускается ниже минус 10 °C.
4 Средства измерений и материалы
При выполнении измерений температуры почвы в поле применяют следующие средства измерений и материалы:
- термометр почвенный АМ-34 ИЛАН 416314.001 ТУ;
- рейку снегомерную стационарную деревянную М-103 — по ТУ 52-07-61-67 (далее снегомерная рейка);
- линейку деревянную или металлическую — по ГОСТ 17435-72;
- пленку полиэтиленовую размером 100 x 100 см — по ГОСТ 10354-82.
5 Метод измерений
5.1 Термометр является автоматизированным средством измерения температуры, выполненным на базе программно-технических средств. Устройство и принцип действия термометра приведены в приложении А согласно руководству [1], приложение Б.
5.2 Датчик температуры представляет собой медный микропленочный термометр сопротивления типа ТСМТ с номинальным сопротивлением 50 Ом, заключенный в герметичный корпус из нержавеющей стали.
5.3 БИР через каждые 30 мин регистрирует значение срочной температуры почвы, сравнивает его с имеющимися в оперативном запоминающем устройстве (ОЗУ) БИР значениями минимальной и максимальной температуры, полученными по предыдущим запросам, уточняет их и хранит в памяти до следующего запроса датчика температуры.
5.4 Значения срочной, максимальной или минимальной температуры почвы при последовательном нажатии кнопок управления отображаются на цифровом индикаторе пульта считывания информации (ПСИ).
6 Требования безопасности и охраны окружающей среды
6.1 При эксплуатации термометра следует выполнять требования безопасности, установленные в документах [1, 2].
6.2 Напряжение питания термометра не является опасным для человека.
7 Подготовка к выполнению измерений
7.1 При подготовке к выполнению измерений должны быть проведены следующие работы:
- проверка работоспособности термометра;
- выбор места установки термометра на наблюдательном участке;
- установка термометра и снегомерной рейки на наблюдательном участке.
7.2 Проверка работоспособности термометра перед установкой БИР на наблюдательном участке осуществляется в помещении станции (поста) следующим образом.
7.2.1 Установить четыре элемента 13LR20 в БИР и элемент питания типа «Корунд» в ПСИ. Перевести тумблер X1 внутри корпуса БИР в положение «ВКЛ». После включения питания БИР работает в режиме непрерывного автоматического измерения и регистрации температуры почвы через каждые 30 мин.
7.2.2 Для считывания информации ПСИ следует направить в сторону БИР, подойдя к нему на расстояние 1 — 2 м. Нажать кнопку «IN/OFF» (рисунок 1). При этом на индикаторе ПСИ высвечивается надпись «Ub норма» или «Ub < нормы». Если напряжение питания ниже нормы (высвечиваемая на индикаторе надпись сопровождается звуковым сигналом), следует заменить элемент питания в ПСИ.
1 — цифровой индикатор; 2 — кнопка включения и выключения питания; 3 — кнопка включения передатчика БИР и приемника ПСИ; 4 — кнопка просмотра значений температуры с занесением их в ОЗУ ПСИ; 5 — кнопка вывода на индикатор значений температуры, занесенных в ОЗУ ПСИ; 6 — кнопка просмотра значений температуры без записи в ОЗУ ПСИ; 7 — кнопка включения подсветки индикатора в темное время суток; 8 — кнопка очистки (сброса) памяти ОЗУ ПСИ; 9 — кнопки для ввода номера БИР
Рисунок 1 — Лицевая панель ПСИ
7.2.3 Нажать кнопку «S» (старт). Через 3 — 5 с на индикаторе одна за другой появятся надписи: «ПЕРЕДАЧА», «ПРИЕМ», «ПРИЕМ ЗАВЕРШЕН». Значения температуры почвы в °C передаются по радиоканалу из БИР в ПСИ.
Если на индикаторе появится надпись «НЕТ СИГНАЛА», необходимо проверить расположение антенны ПСИ (она должна быть параллельна антенне БИР), а также попытаться найти источники помех (компьютер, радиостанция, радиотелефон и т.п.) и удалить от них термометр.
7.2.4 При отсутствии приема информации следует повторно нажать кнопку «S». Так как после первого нажатия кнопки «S» значения максимальной и минимальной температуры почвы между сроками наблюдений сохраняются в БИР в течение 30 мин, то считывание информации может быть повторено несколько раз. Если после этого информация на ПСИ не будет получена, следует произвести измерения еще раз на следующий день. В случае повторного сбоя прибор следует отправить на ремонт.
7.2.5 Принятые с ОЗУ БИР значения температуры просматривают с помощью кнопки «#». При этом на индикаторе поочередно появятся значения срочной Tтек, минимальной Tmin и максимальной Tmax температуры.
Занесение в ОЗУ ПСИ значений температуры, принятых с БИР, осуществляют нажатием кнопки «W». Если на индикаторе высвечивается значение срочной температуры почвы, то при нажатии кнопки «W» оно заносится в память ПСИ, а на индикаторе появляется значение минимальной температуры. Опять нажимают кнопку «W». Оно также заносится в память ПСИ, а на индикаторе появляется значение минимальной температуры. Его тем же способом заносят в ОЗУ ПСИ <*>.
<*> Если не происходит повторного нажатия кнопок, то через 60 с ПСИ автоматически переключается в дежурный режим хранения информации.
Если какое-либо значение температуры из БИР не поступило (на индикаторе вместо значения температуры отображаются прочерки), повторяют действия по 7.2.4.
7.2.6 Для считывания записанной в ОЗУ ПСИ информации нажимают кнопку «R» (если питание прибора уже отключено, то предварительно включают его по 7.2.2). Еще раз нажимают кнопку «R». На индикаторе появится надпись «БИР ___». С помощью кнопок 1 — 9 набирают нужный номер БИР. На индикаторе появится значение срочной температуры. Например,
Нажимая кнопку «#», просматривают значения минимальной и максимальной температуры.
7.2.7 Для очистки памяти ПСИ необходимо, не выходя из режима чтения по 7.2.6, нажать кнопку «». На индикаторе появится надпись: «СБРОСИТЬ ДАННЫЕ?». При положительном решении («ДА») нажать кнопку «», при отрицательном («НЕТ») — кнопку «R». Сброс данных сопровождается звуковым сигналом и надписью: «ОЧИСТКА». После очистки автоматически отключается питание. Если была нажата кнопка «R», данные не сбросятся, ПСИ выйдет из режима чтения.
7.2.8 Если измерения температуры почвы производятся на нескольких полях, то операции, указанные в 7.2.2 - 7.2.7, следует повторить с каждым БИР.
7.3 Каждый раз перед выходом в поле для измерения температуры почвы необходимо в помещении станции (поста) проверить работоспособность ПСИ. Для этого нажимают кнопку «IN/OFF» и проверяют значение напряжения питания по 7.2.2 (если напряжение питания ниже 7 В, элемент питания заменяют). Затем просматривают значения температуры почвы за предыдущий срок наблюдения по 7.2.6 и осуществляют очистку памяти ОЗУ ПСИ по 7.2.7.
7.4 Место установки термометра на наблюдательном участке определяют согласно наставлению [3].
7.5 Установку термометра и снегомерной рейки на наблюдательном участке осуществляют следующим образом.
7.5.1 В месте установки термометра выкапывают яму диаметром около 20 см. Землю при копке ямы выбрасывают на полиэтиленовую пленку или клеенку. Глубина ямы определяется глубиной понижения температуры почвы зимой до минус 10 °C (в большинстве регионов достаточно 50 см).
7.5.2 БИР устанавливают в яму наклонно по отношению к наблюдателю так, чтобы жгут с датчиком температуры были сверху (рисунок 2).
1 — датчик температуры; 2 — ПСИ; 3 — БИР; 4 — крышка; 5 — соединительный жгут
Рисунок 2 — Установка термометра на наблюдательном участке
7.5.3 Выкапывают канавку от БИР по междурядью длиной, равной длине соединительного жгута, глубиной около 3 см. В конце канавки на глубине 3 см вдавливают датчик температуры в горизонтальном положении в ненарушенную почву на всю длину датчика. Соединительный жгут аккуратно укладывают на дно канавки и засыпают ранее вынутой почвой.
7.5.4 Глубину установки датчика температуры строго контролируют. Контроль удобно выполнять прокалыванием почвы тонкой жесткой проволокой с последующим измерением расстояния от поверхности почвы до верхней плоскости датчика температуры. Оно должно быть равно 2,8 +/- 0,5 см.
7.5.5 БИР прикрывают крышкой из фанеры или досок. Сверху насыпают слой почвы и выравнивают ее поверхность. Выравнивание поверхности почвы необходимо для предотвращения искажения естественного распределения снежного покрова у датчика температуры. Излишки почвы выносят за пределы наблюдательного участка.
7.5.6 Устанавливают снегомерную рейку согласно наставлению [4], пункт 29.5.4, приложение 29.
7.5.7 Чтобы убедиться в работоспособности термометра, проводят контрольное измерение температуры почвы в соответствии с 8.2.
8 Выполнение измерений
8.1 Измерения температуры почвы проводят в сроки, указанные в наставлении [3].
8.2 При измерении температуры подходят к месту установки БИР на наблюдательном участке на расстояние 1 — 2 м. Направляют ПСИ в сторону БИР и производят считывание информации, накопившейся в БИР, по 7.2.2 - 7.2.5.
8.3 Проводят наблюдения за снежным покровом согласно наставлению [3].
8.4 При наблюдениях за температурой почвы и высотой снежного покрова следует соблюдать условия, при которых исключалось бы нарушение снежного покрова около датчика температуры и снегомерной рейки. Подход к термометру должен быть предусмотрен только со стороны БИР, не допускается заходить в пространство между снегомерной рейкой и БИР.
8.5 После возвращения в помещение станции (поста) производят считывание информации с ОЗУ ПСИ по 7.2.6.
8.6 Основной причиной потери информации при применении термометра является снижение напряжения в блоке питания (БП) ПСИ ниже 7 В. Чтобы избежать потерь информации по этой причине, следует своевременно производить замену элемента питания.
8.7 Весной после завершения наблюдений [3] выкапывают БИР с датчиком температуры, промывают его водой, просушивают, извлекают элементы питания из БИР и ПСИ, термометр убирают на хранение согласно руководству по эксплуатации [1].
9 Обработка и оформление результатов измерений
9.1 Результаты измерений температуры почвы записывают в таблицу 201 книжки КСХ-2м. Пример записи результатов измерений приведен в таблице 1.
Пример записи результатов измерений температуры почвы в книжку КСХ-2м
Дата установки прибора 24.10 Дата снятия прибора _____
Срочная и экстремальная температуры почвы на глубине залегания узла кущения озимых зерновых культур или корневой шейки трав
Культура Озимая рожь Участок № 19 Сорт Заря
Дата посева 25.09 Термометр АМ-34 № 15
| ### 201 СК | 009 ---- *** |
НУ | 019 ---- *** |
СР | 129 ---- *** |
ДП | 25.09 ------ . |
ПО | 21 --- ** |
! |
|---|
9.2 Осенью после установки термометра на наблюдательном участке в заглавных строках таблицы указывают дату установки термометра, наименование, сорт и дату посева сельскохозяйственной культуры, номер наблюдательного участка, наименование и номер термометра.
Весной в день снятия термометра в таблицу записывают дату его снятия.
9.3. В день наблюдения в поле в таблицу записывают дату и время наблюдений, высоту снежного покрова и характер его залегания. При возвращении на станцию (пост) в графы 3 - 5 таблицы записывают значения температуры почвы.
9.4 В графе 8 таблицы указывают даты замены элемента питания, причины пропуска наблюдений, характер неисправности термометра, причины нарушения естественного залегания снежного покрова и т.д.
А.1 Термометр (рисунок 2) состоит из БИР 4 с датчиком температуры 1 и ПСИ 2.
А.2 Термометр имеет следующие технические характеристики:
А.3 Корпус БИР выполнен из поликарбоната, герметичный. Внутри него расположены плата контроллера, БП, состоящий из четырех элементов 13LR20, и тумблер питания X1. В торцевой части находится герметичный вывод датчика температуры.
БИР с датчиком температуры предназначен для:
- измерения температуры окружающей среды;
- преобразования значений измеренной температуры в цифровой код;
- определения максимального и минимального значений температуры;
- хранения значений минимальной и максимальной температуры;
- передачи информации по радиоканалу в ПСИ.
Датчик температуры соединяется с БИР с помощью соединительного жгута (4-проводная линия связи) длиной 2,5 +/- 0,1 м. Габаритные размеры датчика температуры не более 50x18x4 мм.
А.4 ПСИ — переносной прибор. В корпусе, изготовленном из ABC-пластика, размещены плата контроллера ПСИ и встроенный источник питания. Лицевая панель ПСИ изображена на рисунке 1. ПСИ предназначен для:
- передачи команды включения БИР;
- приема и обработки информации из БИР;
- отображения информации на цифровом индикаторе;
- хранения данных.
Энергопитание ПСИ осуществляется от автономного источника питания (батарея типа «Корунд» <*>).
<*> Допускается применение других идентичных источников питания.
А.5 При посещении наблюдательного участка наблюдатель с помощью контроллера ПСИ по радиоканалу включает контроллер БИР. В это время БИР производит считывание срочной температуры почвы и передачу ее значения (а также минимальной и максимальной температуры между сроками наблюдений) по радиоканалу в контроллер ОЗУ ПСИ. Через 30 мин в контроллере БИР значениям минимальной и максимальной температуры присваиваются значения срочной температуры и в дальнейшем происходит формирование новых значений максимальной и минимальной температуры почвы (по 5.3), которое продолжается до следующего срока наблюдений.
А.6 Один пульт ПСИ может принять информацию от 9 БИР. Номер БИР передается вместе с блоком информации и запоминается в ОЗУ ПСИ.