第三章 試驗方法及流程
3.7 時域反射儀之使用與操作
本研究所使用之時域反射儀之型號為Field ScoutTM ,TDR 300 Soil Moisture Meter(圖3.34)，由Spectrum Technologies公司製造。此儀器之特點為可進行多點測量 及手動刪除記錄點，其電池設置位置於儀表板背面並使用AAA鹼性電池(圖3.35) ，其 可利用軟體讓使用者下載數據記錄、改變記錄器設定、記錄程序且記錄現地之相對含 水量。
時域反射儀之探針採用豎井式，並可適用於室內及現地，儀器軸之骨幹長度可上 下調整長度為 5cm，其各組件延長長度軸尺寸(Shaft Dimensions)如圖 3.36 所示，可搭 配專用軟體進行 GPS 系統定位及獲得土壤水分變化之連續曲線，儀器規格列於表 3. 1 所示。
表 3. 1 儀器規格(使用手冊)
項目 規格
測量原理 體積含水量
信號分辨率 1.0
%
正確度 ± 3.0
%
體積含水量(電導率 2dS m-1及黏土< 30%
)測量範圍 0
%
至飽和(飽和通常為 50%之體積含水量)電力 4AAA (7 號)鹼性電池，可使用大約 12 個月
記錄器容量 GPS 32502 數無GPS
13502 讀數有GPS與DGP
顯示 16 個字母，雙行 LCD
重量 3 lb (1.4kg)
探頭尺寸 4.1′′×2.8′′×0.7′′(10.5cm×7cm×1.8cm)
探桿尺寸
長度:4.8′′(12cm)或7.9′′(20cm) 直徑:0.2′′(0.5cm)
間距:1.3′′(3.3cm)
55
圖 3.34 時域反射儀之儀表板 圖 3.35 電池設置於記錄器表面
圖 3.36 時域反射儀之各組件延長軸尺寸示意圖(TDR 使用手冊)
時域反射儀之使用方式如圖 3.37 所示，兩手緊握時域反射儀雙把保持平行於使 用者並以穩定垂直之方式，將豎立式探針插入受測土樣中，利用儀表板設置所需之條 件，以求得受測土壤之體積含水量。
時域反射儀量測為單一高能量之信號，其經由探針延伸發射至受測土樣，其量測 直徑約為探針延伸 3mm 之橢圓形圓柱體，記錄器經反射得知高頻信號轉換為體積含 水量，並顯示於液晶屏幕上。
此儀器若遇具有高含量之黏性土壤、高導電率(EC) > 2Ds /m與有機質高含量之土 壤，皆會產生高頻信號之衰減，進而產生誤差之狀況。測量時，須注意探針是否完全 沒入受測土樣中，以避免影響時域反射儀之正確性，其次使用者需以垂直、平穩與無 施力之狀態下插入探針，以減少損害儀器內部之電子設備。
56
圖 3.37 時域反射儀之使用示意圖 1. ON
ON 為開啟儀表板及記錄器之按鍵。當儀器開啟時，會先顯示電池之剩餘狀 態。
2. READ
READ 可讀取所有受測土樣過往與現在之體積含水量(VWC)數據，若需刪除 單筆數據時，只需輕按下 Delete/Clr Avg 鍵，相反之則是壓住數秒。
3. MODE
MODE 中分為兩個部份，數據收集模式(Data Collection Modes)與探針選取 長度(Changing Rod Length)。
數據收集模式(Data Collection Modes)中，使用者可依受測土壤性質決定，選 擇標準模式(Standard Mode)或高塑性黏土模式(High Clay Mode)，選擇模式於 液晶顯示屏幕左上角之位置。
標準模式(Standard Mode)適用於含礦物之土壤；
高塑性黏土模式(High Clay Mode)適用於含黏性土壤高達 27%以上之高塑性 黏土。
探針選取長度(Changing Rod Length)中，為了要得到準確之體積含水量(VWC) 或相對含水量(RWC)，須先了解探針選擇長度之相關說明，探針之尺度分別 為適用於草坪之探針(Turf) 51 ′′ 、短尺度探針 0. 3 ′′ 、中等尺度探針 7. 4 ′′ 及長尺.
57
度探針 97 ′′ 。當設定為體積含水量之情況下，選定之探針長度將於時域反射. 儀開啟，其儀表板上之液晶屏幕顯示於上方。若需更改時域反射儀之探針選 擇模式，只需已連續按下 Delete/Clr Avg 鍵，直至液晶顯示屏幕出現使用之 所選擇之探針長度。
4. 液晶顯示屏幕之說明(圖 3.38)
以設定為體積含水量(VWC)之條件下進行解說，第一行顯示使用者所選擇之 體積含水量(VWC)之模式及所側得知體積含水量量測值(
%
)，第二行依序 PL 為 探針長度為 Turf rod (T)、Short (S)、Medium (M)或 Long (L)；N 為測得量測次數 之平均(Number Of Readings Included In The Average.)；A 為自儀器開啟時平均量 測數據或按下 Delete/Clr Avg 鍵後之讀數平均值。圖 3.38 時域反射儀之液晶顯示屏幕說明