Ursachen für zu hohe Meßwerte von PR2-Bodenfeuchte-Profilsonden

Zu hohe Meßwerte bei PR2-Profilsonden haben als Ursache in der Regel Feuchtigkeit/Wasser in den Einbaurohren. Dies kann z.B. dadurch passieren, dass der O-Ring unterhalb des Sondengriffs nicht vollständig in das Meßrohr (ATL1, ATS1) eingedrückt ist. Beachten Sie dazu auch folgenden Abschnitt des Einbauvideos. Im Fall von eingedrungener Feuchtigkeit in das Meßrohr kann sich Feuchtigkeit im Kunststoff der Profilsonde einlagern, die metallenen Meßstreifen zeigen ggf. auch Spuren von Wassertropfen, die Federringe Rostspuren? Gehen Sie daher wie folgt vor: Prüfen Sie durch Auswischen der Meßrohre, ob Feuchtigkeit im Rohr ist. Nehmen Sie die Sonde mit ins Labor und lassen Sie sie 1-2 Tage an einem warmen Ort stehen. Machen Sie dann mit einem Datenlogger oder dem HH2-Moitsure-Meter mit der Profilsonde Messungen an Luft (am besten, wenn die Sonde in einem ATL/ATS-Rohr steckt, ggf. aber auch ohne). Prüfen Sie, ob die Meßwerte innerhalb der erlaubten Toleranzen liegen, die Sie hier nachschauen können.

Fehlermeldungen der DeltaLINK-Software

Für die Nutzung der Datenlogger GP1, GP2 und DL6 von Delta-T Devices wird die DeltaLINK-Software genutzt. Beim Einsatz dieser Software bzw. der Datenlogger können bestimmte Fehler/Fehlermeldungen auftreten, die diesem Dokument erläutert sind.

An den Acclima SDI12-Reader können auch andere Sensoren mit SDI12-Ausgang angeschlossen werden, z.B. die PR2/4-Profilsonde von Delta-T Devices, die die Bodenfeuchte aus 4 Horizonten ausgibt – es werden alle 4 Meßwerte im SDI12-Reader angezeigt – allerdings stimmen die Einheiten nicht (da der Reader davon ausgeht, dass eine Acclima-Sonde angeschlossen ist, die als Parameter Vol%, Temperatur, Epsilon und die Leitfähigkeit des Bodenporenwassers ausgibt!

Diese Sensoren können über einen 4-poligen Binder-Stecker an den Reader angeschlossen werden. Dabei ist die PIN-Belegung wie folgt:

Pin am Stecker                     Acclima-Kabelfarbe                  Funktion                   DeltaT-Kabel

Pin1                                         rot                                                Versorgung +            braun

Pin3                                         weiß                                             GND/Masse               blau

Pin4                                         blau                                              Data                          schwarz

Aufzeichnung des DLI (Daily Light Integral) mit Lichtsensoren von Apogee

Für die Konfiguration der smarten Lichtsensoren von Apogee (Sensoren mit USB-Schnittstelle (SP-420, SQ-420, SQ-520, SQ-616, SQ-626) steht die "Apogee Connect"-Software zur Verfügung. Diese Software dient sowohl der Anzeige der aktuellen Meßwerte und kann auch zum Datenlogging (automatischen Aufzeichnen der Meßwerte) verwendet werden - dann wird auch automatisch das DLI berechnet. Details siehe hier.

Niederschlag wird von vielen Datenloggern als kumulierte Summe aufgezeichnet. Damit soll verhindert werden dass durch Lücken in der Aufzeichnung Niederschlagsmengen verloren gehen.

Um z.B. die Tagesmenge an Niederschlag zu berechnen wird die Differenz zwischen dem kumulierten Wert am Anfang des Tages und dem am Ende des Tages berechnet. Das kann man auch machen wenn für diesen Tag alle Zwischenwerte verloren gegangen sind.

Allerdings springen die meisten Niederschlagszähler auf 0 zurück wenn sie den Maximalwert erreicht haben, den die Datenaufzeichnung zulässt. In diesem Falle ist der Datenlogger nicht mehr fähig größere Datenwerte zu speichern und springt deshalb wieder auf 0. Auch wenn das Gerät neu gestartet wurde oder zwischenzeitlich keinen Strom hatte springt der Zähler bei vielen Geräten auf 0 zurück. Das muss man also in der Auswertung beachten.

Die Lösung ist hier die Berechnung einer "nicht negativen Differenz". Da das Zurücksetzen jeder Zeit passieren kann berechnet man für alle Werte die Differenz zum vorigen Wert. Ist diese Differenz kleiner 0 hat hier ein Zurücksetzen stattgefunden. In diesem Falle ersetzt man die negative Differenz mit 0 und berechnet erst danach die Summe aller Differenzen. In R sieht diese Berechnung z.B. so aus:

difference = c(0, diff(x))
difference[difference<0] = 0

Die Summe berechnet man dann mit:

sum(difference)

Diese Berechnung lässt sich noch etwas optimieren: Der Sprung auf 0 kann zwischen zwei Aufzeichnungsintervallen liegen. Das heißt zum Zeitpunkt der Datenspeicherung kann der Zähler schon wieder auf einem Wert größer 0 liegen. Diese Differenz zwischen 0 und dem gespeicherten Summenzähler kann man noch in die Niederschlagssumme einberechnen:

difference = c(0, diff(x))
difference[difference<0] = x[difference<0]

Vor allem bei größeren Aufzeichnungsintervallen kann das einen Unterschied machen.

Ist der Überlaufwert des Datenspeichers bekannt (also der Wert der nicht mehr gespeichert werden kann), kann auch das mit einberechnet werden. Da der Sprung auf 0 zwischen zwei Aufzeichnungsintervallen liegen kann, kann vor dem Sprung noch weiterer Niederschlag gefallen sein. In einem 2 Byte Datenspeicher können z.B. 65.536 Kippungen aufgezeichnet werden. Springt der Zähler von 65.530 auf 0 zurück, können wir annehmen dass vor dem Sprung noch 6 Kippungen stattgefunden haben. Die Berechnung kann wie folgt angepasst werden:

overflow_value = 65536
difference = c(0, diff(x))
difference[difference<0] = difference[difference<0] + overflow_value

Nehmen wir z.B. an die Werte der letzen zwei Aufzeichnungen sind 65.530 und 7. Der Überlaufwert ist 65.536. Es haben also noch 6 Kippungen bis zum Überlaufwert stattgefunden. In dem Moment wo der Zähler von 65.535 auf 65.536 springen sollte ist er auf 0 gesprungen. Seit dem Sprung auf 0 haben noch weitere 7 Kippungen stattgefunden. Insgesamt liegen also 13 Kippungen zwischen den Aufzeichnungen. Dies berechnet sich simpel als:

(7 - 65530) + 65.536 = 13

Dieser Ansatz schlägt jedoch fehl wenn der Summenzähler nicht durch einen Speicherüberlauf, sondern durch einen Neustart zurück gesetzt wurde. Der Einfachheit halber verwendet man daher lieber eine der vorigen Methoden.

Hier eine Beispielrechnung der drei Methoden in R und darunter in Python:

> x = c(65531, 65533, 65535, 1, 3, 5)
> 
> difference = c(0, diff(x))
> difference[difference<0] = 0
> print(difference)
[1] 0 2 2 0 2 2
> print(sum(difference))
[1] 8
> 
> difference = c(0, diff(x))
> difference[difference<0] = x[difference<0]
> print(difference)
[1] 0 2 2 1 2 2
> print(sum(difference))
[1] 9
> 
> 
> overflow_value = 2^16 #=65536
> difference = c(0, diff(x))
> difference[difference<0] = difference[difference<0] + overflow_value
> print(difference)
[1] 0 2 2 2 2 2
> print(sum(difference))
[1] 10

Die gleiche Rechnung in Python:

>>> x = [65531, 65533, 65535, 1, 3, 5]
>>> sum = 0
>>> for i in range(1, len(x)):
...   diff = x[i] - x[i-1]
...   if(diff < 0): diff = 0
...   print(diff)
...   sum = sum + diff
2
2
0
2
2
>>> print(sum)
8
>>> 
>>> sum = 0
>>> for i in range(1, len(x)):
...   diff = x[i] - x[i-1]
...   if(diff < 0): diff = x[i]
...   print(diff)
...   sum = sum + diff 
2
2
1
2
2
>>> print(sum)
9
>>> 
>>> overflow_value = 2**16 #=65536
>>> sum = 0
>>> for i in range(1, len(x)):
...   diff = x[i] - x[i-1]
...   if(diff < 0): diff = diff + overflow_value
...   print(diff)
...   sum = sum + diff
2
2
2
2
2
>>> print(sum)
10

Anleitung zur Nutzung von zwei Ydoc Loggern mit einem Modem

In diesem Fall müssen Sie ein RS-232-Option-Board verwenden, damit der eine Ydoc die Daten an den zweiten Logger senden kann...
Dann müssen Sie den 2. Logger synchronisieren, um die Daten zur richtigen Zeit zu lesen. Aber wegen der Uhrendrift bräuchten Sie NTP, um sicher zu sein, dass beide Logger pünktlich sind...
Aber Sie verwenden das Modem im 1. Logger nicht, also haben Sie dort kein NTP. Die Logger  könnten also nach längerer Zeit unsynchronisiert sein - daher empfiehlt sich ggf. beide Logger mit Modem zu nutzen. (gk)

Laut der aktuellen Definition der SDI-12 Support Group können mindestens 10 Sensoren mit je bis zu 60m Kabel in einem SDI-12-Netzwerk betrieben werden. Weniger Sensoren ermöglichen größere Kabellängen/Sensor! Manchmal ist es auch erforderlich, Abschlußwiderstände zu verwenden, damit der Bus stabil läuft. Weitere Information gibt es hier.

Über alle Hersteller hinweg wird empfohlen, Strahlungssensoren (Globalstrahlung, PAR, u.a.) alle 2 Jahre zum Kalibrieren einzuschicken. Um festzustellen, ob das wirklich nötig ist, empfehlen wir die Nutzung des Clear-Sky-Calculators von Apogee - siehe https://www.apogeeinstruments.com/when-to-recalibrate-clear-sky-calculator/

Eine kurze Einführung in die Nutzung des Calculators finden Sie hier:  https://youtube.com/shorts/FUAMNd8mEu0?feature=shared