智能中子土壤水分仪
型号：L520
仪器资料：
的特点与应用
中子水分仪是集多种*于一体的高科技产
品，它可反复原位测量田间任意深度的土壤含水
量，不用采样，测速快，精度高，直读含水量值。
能存贮并向计算机传输测量数据，仪器使用寿命
长，重量轻，操作简便，并采用低强度同位素中子
源，特别防护设计，放射防护优于国家标准。中子
测水是*的*的土壤含水量测量方法，特
别适用于深层土壤含水量的测量与水分动态变化观
察，在地质，水文，林业，旱作农业，农田水利，
工程建筑等诸多领域有广泛的应用。目前我国正大
力推广节水灌溉和防治荒漠化，该仪器在这方面将
大显身手，它给有关科研和生产人员提供了一种崭
新的测量手段，使过去无法或难以进行的科学实验
与技术推广工作变的简单快捷。
2、L520型中子土壤水分仪
的使用
首先在欲测量的田间埋设测量导管。导管长度为测
量要求的zui深深度（市场所购成品通常不超过6米，
更长需套接）。导管一般为铝质或薄壁不锈钢管，底部焊接密封以防水渗入。导管上端高出地面约10
厘米，测量时仪器底部喇叭口与导管对接，探头顺
着导管放至欲测深度，30秒左右即可得到该土层的
含水量值，这样从上往下即可逐层测出导管深度范围内的土壤含水量。仪器内有10条多项式标定方程
供用户选择，用于仪器不同土质的测量计算。测量
结果可自动贮存在仪器的单片计算机系统中，每次
可存1800个数据。测量完毕后，这些数据可通过串
行口输入到计算机的中子水分仪管理软件中，并能
复制到EXCEL软件里，然后进一步计算处理。导管
通常是半性埋置，可连续测量许多年，由于无
位置变动和测量条件的高度一致，可得到被测田地
水分变化准确与系统的资料。L520型中子水分
仪在20年的使用期内，测量效率不会有任何下降，
除了充电电池只能用五年左右外，不用更换任何其
他部件，一次投资长期受益，综合费用低于其他测
量方法，合乎中国国情。仪器在野外使用高容量充电电池，一次充电连续使用50小时。
中子法测水的*之处，在于它可无损原位重复测
量，因此和zui常用的烘干法相比，没有采样的位置
误差，另外测量的有效体积也比土样大得多，从统
计的角度讲就是它的样本容量大，用它的测量结果
去推论某快田里的某一层土壤总体含水量的数学期
望值，较烘干法也准确许多。另外中子法测量不象
电容，电阻法那样易受土壤盐，碱化学成份的干
扰，外界因素影响较小。
3、中子测水的基本原理
由普通物理学的动量守恒定律可知，如运动着的乒
乓球碰到一个铁球时，该乒乓球仅运动方向改变而
速度变化很小，即能量损失很少；但运动着的乒乓
球碰到一个静止的乒乓球时，它会使静止的乒乓球
向前运动而自己却停了下来，即能量损失很大。氢
原子的质量和中子十分接近，所以一个高速运动的
快中子和氢原子发生弹性碰撞时，它的能量急剧下
降，平均十多次碰撞就减速变成能量很小的热中
子。在中子水分仪前端，装有一个同位素中子源，
它能不断地发射出快中子，当土壤中的含氢量（即
含水量）较大时，快中子很快被慢化成热中子，这
些热中子犹如云雾一般紧紧围绕在中子源的周围：
如土壤含水量较小时，中子被碰撞的机会少，能运
动到稍远的地方去，这样中子云的密度就较稀疏，
反之亦然。在中子源的附近，装有一个热中子探测
器，它能测出进入其体积内的热中子，这样热中子
计数和土壤含水量之间就存在一种确定的关系，通
过标定，我们就能由热中子计数算出土壤含水量。
4、仪器的标定
中子水分仪所测到的只是热中子计数，但这个计数
对应的土壤含水量究竟是多少，必须要通过标定才
能知道，标定就是给某一测量器具刻划上计量刻
度。如温度计的标定是把一根空白的温度计放在冰
水中，确定出0度，再放入沸水中，确定出100度
点，然后再把两点之间均匀地分成100等份，这样
就可以用它去测量未知的温度了。中子仪的标定也
类似，我们将中子仪探头放入某一层土壤中，测量
出一个计数值，随即在导管四周用土钻取出这层土
壤的土样，用标准的烘干法测出土壤含水量，这样
就得到一对数值，再选择不同含量的土壤继续测量
取样，我们就能得到一组组数值，通过数学上的回归计算，得到回归方程。在实际测量中是测出热中
子计数值，再由回归方程算出含水量，当然这一过
程是由仪器内的单片计算机系统自动完成的。
5、放射防护知识
一提到放射性，人们往往把它和联系在一起，感到恐惧，这是人们对它不太了解的缘故。其
实，我们*不在和放射性打交道。在家中，
墙体材料中的放射性同位素会发出射线，在户外，
宇宙射线能穿过我们的身体，随着现代医学的发
展，越来越多诊断和治疗使用了放射性仪器，几乎
人人都做过的胸部透视、拍片，不少人接受过CT、同位素扫描检查，癌症病人的放疗、伽马刀
治疗，甲状腺病人口服或注射同位素等，往往接受
了几十上百倍超常放射线的辐射，统计资料表明，
超过居民标准剂量1000倍，仅有2％的人会出现轻
微反应，超过3000倍时，才可能出现失眠、头昏、
食欲减退等症状。根据国家《电离辐射防护与辐射
源安全基本标准》（GB18871－2002），对于从事
放射性工作的人员，每年允许接受的剂量当量为50
毫希弗，按每年接触放射性时间2000小时计算，则
每小时的剂量当量率为0.025毫希弗，经换算，与
之相当的快中子允许通量是18中子／秒／米2，热中子为670中子／秒／米2，L520型中子水分仪中
子源的中子发射率为5×104中子／秒／米2，计算
后可知，即使无任何屏蔽的裸源，距它14．8厘米
处的剂量当量率已符合国家标准了，而L520型中子
水分仪的中子源是包裹在厚厚的聚乙烯防护容器中，容器外层还有一层对热中子吸收率极大的含硼
材料，快中子在容器中大部分已被慢化和吸收了，
仪器外面的剂量当量己远低于国家标准，况且测量
者工作时躯体距探头一般在1米以上，年工作时间
也不到2000小时，因此所受到的辐射量是很小的，
不会对身体产生不良的影响。
注：中含有放射源，根据相关规
定，使用单位应到环保部门申请注册，才能购买使
用。
标配：智能，镍氢电池组，导管起拔器，定位夹，仪器包装皮箱。
选配件：土钻，铝管或不锈钢管，各种长度电缆线，打印电缆和超长通讯电缆，
产品型号：L520
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