PSYPRO水势仪手册.doc

PSΨPROTM水势仪使用说明 山东农业大学植物科学系编译 二00三年十月  PSΨPRO水势测定系统 1.操作原理 1.1 简介 水势测定系统能够通过测定物品的相对湿度来测定水势，无论是固体还是液体都能够测定。 在相同温度和压力下，水势的定义是水的自由能与纯水的自由能之比。总的水势（Ψ）等于其各组分水势之和 Ψ = Ψπ + Ψτ + Ψp. 水势与相对湿度的方程式为： Ψ = (RT / Vw) e/eo 式中： Ψ为总水势； R为气体常数(8.3143 J mol-1 K-1)； e/eo为相对湿度，以分数形式表示； T为绝对温度(K)； Vw为水分子的摩尔体积(1.8 X 105 m3 mol-1)。 维持植物生长的水势在0 ~-1.5 MPa(0 to 15 bars)之间，这与100％ ~ 99.3%之间的相对湿度是对应的。水势测定系统在设计时与干湿温度计的传感器结合使用 常见的传感器有： 1. C-52样品室 （C-52-SF Sample Chamber） 2. C-30样品室 （C-30-SF Sample Chamber ） 3. PST 或 PCT土壤干湿计（PST or PCT soil psychrometers ） 4. 活体叶片干湿计 （L-51-SF Leaf psychrometer） 以上传感器均具有很小的热电偶，且每个传感器的操作方法相同。操作步骤如下： 1. 使用者可以将8mA的冷却电流通过热电偶一定时间来冷却它。通过电流的时间必须足够长，使传感器的温度低于均衡蒸汽的露点温度，以使水凝结于热电偶上。 2. 切断制冷电流，使热电偶的温度不断升高，接近环境温度。当湿球温度达到冷凝点时冷凝水不断蒸发，热电偶的温度就会保持恒定。这是湿球温度达到平稳阶段的开始。由于采用了一种小型热电偶，这一过程通常在几秒种内就可以完成。 3. 在停止制冷电流时，水势测定系统在特定的时间记录热电偶的电压输出值。在湿球温度稳定时，冷却后3~5秒水势测定系统足以完成测定。在水的气化过程中热电偶的温度接近恒定时，为提高测定的精确度，操作者可从多项记录中选择和平均这些数据。 热电偶连接点的水气化之后，热电偶的温度持续上升，直到达到环境温度。 在水势测定系统中，冷却系数(Πv)决定了热电偶测量水势的范围，因其反映了冷却过程中热电偶能够下降的最大温度值。如果露点低于这一温度，不可能将水凝结到热电偶上，将无法进行测量。 例如，已知热电偶的Πv = 50 μV，通过以下公式可以测得它的最低水势： 50 μV / 0.75 μV bar-1= 6.66 MPa (66.6 bars)- 利用干湿计的方法，相同的热电偶可以产生最大信号，约为31 μV。 Wescor热电偶型测量探头的冷却系数范围为50~80 μV，最低可达到40 μV，最高可达90 μV。 1.2 PSYPRO水势测定系统的扫描顺序和数据记录 PSYPRO水势测定系统使用非常方便，使用者可以简单迅速的确定如何进行扫描测定和记录干湿计的读数，正如简介中所述，能够完成一系列数据记录。参数的设定在很大程度上影响读数的精确度。水势测定系统的数据可以通过许多方法进行测定和记录。 操作过程从干湿计1（见前面表1）和扫描（扫描的同时水势读数和其它一些程序都开始运行）开始，并且同时自动显示参数的设定情况。当干湿计1扫描结束时，以同样方式就会进行干湿计2至干湿计8连续运行。 水势测定的数据在记录的同时被储存。根据设置的参数和记录的数据类型，每一次采集数据（热电偶稳定温度平均值,和50个点的记录值）都包括所要的水势数据。下列两图表明扫描次序和数据的储存方式。 1.2.1 扫描顺序流程图（Scan Sequence Diagram） 1.2.2 测定过程示意图（Measurement Period Diagram） 1.2.3 测定结果（ “水势测定稳定读数平均值”,简称 “平均值”） Results Only (Plateau Average) 上图列出了干湿计的扫描的基本顺序，在这个过程中,记录了待测的数据。 在这个例子中，参数设定如下： ???Cooling Current Time – 15 seconds 制冷时间—15秒 ????Measurement Period Seconds – 20 seconds 测定时间－20秒 ???Delay Seconds After Cooling – 4 seconds 制冷后延迟时间－4秒 ????Read Average Seconds – 2 seconds 平均数据的采集时间－2秒 扫描顺序流程图说明： 1. 干湿计1的扫描顺序从A点开始