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ENVIdata-DT植物莖流葉溫莖粗監(jiān)測系統(tǒng)

直接聯(lián)系

北京澳作生態(tài)儀器有限公司

美國

產(chǎn)品規(guī)格型號
參考報(bào)價(jià):

面議

關(guān)注度:

590

產(chǎn)品介紹

1 背景

莖流、葉溫、莖粗變化是植物的重要生理指標(biāo),而光照、土壤濕度、空氣溫濕度是影響重要指標(biāo)的關(guān)鍵環(huán)境因子。樹木液流的日變化呈單峰格型,不同胸徑樹木的液流日變化格型有很大差異,前人對液流和樹形的研究有些僅著眼于液流瞬時(shí)值水平,缺少對液流整體格局特征的認(rèn)識,也有用樹形分級的方法對液流和樹形關(guān)系進(jìn)行探討,但該方法存在尺度擴(kuò)展過程中容易引起誤差的缺點(diǎn)。

當(dāng)根系吸水充足時(shí)莖干膨脹,虧缺時(shí)莖干收縮。因而可以用莖直徑變化反應(yīng)植株體內(nèi)水分狀況變化。

該系統(tǒng)通過莖流大小測試植株的耗水量,通過葉溫預(yù)報(bào)植物需水量,利用植物器官(莖、葉、果實(shí)等)體積微變化動態(tài)反應(yīng)植物體內(nèi)水分狀況,廣泛用于植物水分利用、水量平衡、能量平衡、灌溉等研究領(lǐng)域.

2 系統(tǒng)工作原理及特點(diǎn)

ENVIdata-DT 植物莖流葉溫莖粗監(jiān)測系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集器、莖流傳感器、冠層葉溫傳感器、作物莖桿變化或樹木生長傳感器組成。按用戶設(shè)定的測量間隔定時(shí)、自動測量莖流、葉溫和生長參數(shù)。

該系統(tǒng)通過Internet傳輸數(shù)據(jù),用戶無需到測點(diǎn)下載數(shù)據(jù),只要能上網(wǎng),可隨時(shí)查看系統(tǒng)運(yùn)行情況、下載**和歷史數(shù)據(jù)。

2.1 傳感器

2.1.1 莖流傳感器

EM51用于測量直徑大于12cm 的樣木,采用組織熱平衡技術(shù)THB (Tissue Heat Balance)。

EM62用于直徑在6mm~20mm之間的樣木,采用莖干熱平衡系統(tǒng)技術(shù)SHB(Stem Heat Balance)測量樹干莖流。

EM51 THB組織熱平衡技術(shù)的結(jié)構(gòu)和原理

工作原理:組織熱平衡方法(Tissue Heat Balance)是從內(nèi)部對一段樹干組織加熱,熱量向垂直方向、徑向和側(cè)向擴(kuò)散,莖流量取決于隨樹液流動損失的熱量。與莖干熱平衡法不同的是,該法僅對一段莖干從內(nèi)部加熱,而不是從外表面加熱。測量原理下圖。

EM51 整株樹的莖流值采用如下公式計(jì)算:

公式中A 是樹干周長(帶樹皮)[cm],B 是樹皮+韌皮部厚度[cm]。

該結(jié)果包含應(yīng)該去除的測點(diǎn)的熱量損失。為了得到去除了熱量損失的“凈”莖流量,需要在曲線圖上去除基線。

EM62 SHB莖干熱平衡技術(shù)(stem heat balance)的結(jié)構(gòu)和原理

工作原理:基于莖桿熱平衡原理(stem heat balance),由外部加熱,從內(nèi)部測量溫度。

傳感器由兩個(gè)相同的圓柱形組成,每部分外部裹有絕緣泡沫。一個(gè)圓柱體內(nèi)裝有線性加熱元件,輕輕擠壓絕緣泡沫后貼在莖干上,細(xì)針狀熱電偶沿樹干半徑方向、與上部加熱元件(液流方向)齊平插入莖干;第二個(gè)圓柱體內(nèi)沒有加熱元件,只是用于覆蓋參照熱電偶。

液流流過傳感器時(shí)被加熱,帶動熱量向上流動到熱電偶處,使該處溫度升高。閉環(huán)控制使得兩個(gè)熱電偶的溫差保持2K 或4K,這樣輸入功率與流過傳感器水體的水量呈比例關(guān)系,可求算莖流量。

EM62整株樹的莖流值采用如下公式計(jì)算:

公式中的(mV)直接來自下載的數(shù)據(jù)。為了得到去除了熱量損失的“凈”莖流量,需要在曲線圖上去除基線。

特點(diǎn):

l 能量需求與莖流量成比例,能耗低,平均能耗0.3~0.4W;發(fā)熱能量(mW),高精確度、高穩(wěn)定性、高分辨率

l 直接得到莖流值,無需校準(zhǔn)

TDP熱擴(kuò)散莖流傳感器

應(yīng)用熱擴(kuò)散原理,測量不同樹種的莖流量。該原理能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)監(jiān)測莖流,并且受環(huán)境因素的干擾相對小。探頭適用于直徑75mm以上的樹干,安裝容易,可以重復(fù)使用。TDP-30和TDP-50每個(gè)探頭占用一個(gè)單端模擬通道,TDP-80每個(gè)探頭占用兩個(gè)單端模擬通道。安裝工具隨探頭提供。

SG系列探頭應(yīng)用熱平衡原理,多種尺寸系列可以適于安裝在直徑2.1至175mm的草本或木本植物莖干上。該探頭無需校正,不用穿刺到樹干中。每個(gè)探頭占用3個(gè)單端模擬通道。探頭所需的安裝附件隨探頭提供。

系統(tǒng)配有電壓調(diào)節(jié)器為探頭供電,可以同時(shí)輸出兩種不同的電壓,功率能夠滿足所有探頭的耗電量。

SF1包裹式莖流傳感器:導(dǎo)出以g/h為單位的莖流量;

傳感器類型

示例產(chǎn)品

莖桿直徑范圍(mm)

高度(mm)

加熱器電壓

功耗(W)

包裹范圍(名義上直徑)

微傳感器

D\SGA3

2.7 ~ 4.0

35

2.3

0.05

2、3、5

莖桿傳感器

D\SGA13

12 ~ 16

70

4.0

0.15

9、10、13、16、19、25

樹干傳感器

D\SGB50

45 ~ 65

305

6.0

1.4

35、50、70、100

數(shù)據(jù)采集器輸入(每個(gè)傳感器):3DIF通道(全量程<1mV),1SE通道(用于加熱器電壓,全量程<10V);纜線:標(biāo)準(zhǔn)1.5米(8芯,帶接頭);纜線可擴(kuò)展

SV1 TDP莖流速傳感器:導(dǎo)出以cm/h為單位的莖流速;

傳感器類型

針長/直徑(mm)

樹干直徑范圍(mm)

垂直空間

加熱器電壓

功耗(W)

樣品木質(zhì)部厚度

D\TDP-30

30/1.2

70 ~ 200

40mm

3.0

0.2

30 ~ 70 mm

D\TDP-50

50/1.65

120 ~250

40mm

5.0

0.3

50 ~ 100mm

D\TDP-80

80/1.65

超過180

40mm

7.5

0.5

> 80 mm

數(shù)據(jù)采集器輸入(每個(gè)傳感器):1DIF通道(全量程<1mV),1SE通道(用于加熱器電壓,全量程**10V);纜線:標(biāo)準(zhǔn)3米(5或6芯,帶接頭);纜線可擴(kuò)展

*澳作研發(fā)的通道擴(kuò)展板:功能強(qiáng)大,精度高(與進(jìn)口數(shù)據(jù)采集器精度相同),可接多路傳感器(數(shù)量不受限制)。

*多路電源供應(yīng):使用可調(diào)式電壓調(diào)節(jié)分配器,針對不同傳感器輸出不同范圍電壓

2.1.2 紅外葉溫測量

紅外葉溫傳感器是基于斯特藩-玻爾茲曼定律(Stefan-Boltzmann law)

特點(diǎn):測量植物冠層、土壤、水面等溫度

技術(shù)指標(biāo):

測量范圍:-10…65℃

精度:-10…+65℃, ±0.2℃

-40…+70℃ , ±0.5℃

工作溫度:-55….+80℃ 0…100% RH

2.1.3莖粗傳感器

D6 樹木胸徑傳感器

D6樹木生長應(yīng)變傳感器用于連續(xù)、高精度、自動測量樹木的周長變化。體積小、重量輕,可輕松安裝在樹干上,對樹皮或樹木的生長沒有任何損害。

整個(gè)傳感器象帶子一樣纏繞樹木,用彈簧定位。樹木尺寸的變化直接傳遞到傳感器,瞬時(shí)記錄樹木對環(huán)境影響的反應(yīng)、樹皮的膨脹、導(dǎo)管水位或細(xì)胞分裂等。

樹木尺寸變化通過帶子傳遞到傳感器,在應(yīng)變傳感器中轉(zhuǎn)換成電阻信號。帶子受溫度影響很小。帶子和樹皮間有一個(gè)特富龍層,減少帶子的摩擦力,同時(shí)確保帶子不受結(jié)冰、樹脂或結(jié)疤的影響。

特點(diǎn):

l 連續(xù)、高精度測量樹木的周長變化

l 安裝簡單,無需破壞樹皮或影響樹木的生長

l 測量樹木生長的日變化,精度達(dá)5um

l *小化測量帶與樹皮間的摩擦力及溫度的影響

l 調(diào)節(jié)測量帶,可輕松擴(kuò)大測量范圍

作物莖桿直徑變化傳感器

SD-5M 作物莖桿微變化傳感器:測量范圍:0-5mm,用于莖粗4-25mm;

SD-6M 作物莖桿微變化傳感器:測量范圍:0-5mm,用于莖粗20-70mm;

2.2、ENVIdata數(shù)據(jù)傳輸和管理

該系統(tǒng)直接將數(shù)據(jù)傳 (中國生態(tài)數(shù)據(jù)網(wǎng))網(wǎng)站上,通過對監(jiān)測的生態(tài)環(huán)境因子的時(shí)序變化和相關(guān)性分析,確定監(jiān)測對象的狀態(tài)發(fā)展。

ENVIdata 服務(wù)器軟件既可以作為獨(dú)立的應(yīng)用軟件,運(yùn)行在用戶的服務(wù)器上;也可以運(yùn)行在澳作公司安全的服務(wù)器上,為多個(gè)用戶提供數(shù)據(jù)接收服務(wù),同時(shí)幫助用戶監(jiān)控野外測點(diǎn)硬件系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。

澳作公司ENVIdata系列生態(tài)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)是業(yè)內(nèi)**成功獲得 ISO9001國際質(zhì)量體系認(rèn)證,于2010年獲得 ISO9001 質(zhì)量認(rèn)證書,至今全部通過專家的年度復(fù)核,確保系統(tǒng)集成的品質(zhì)

用戶采用用戶名和密碼登陸,只要能上網(wǎng),就能瀏覽實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)

特點(diǎn):

1) 生態(tài)環(huán)境信息以各種時(shí)間間隔 (分鐘、每小時(shí)、每天)發(fā)送到網(wǎng)站上。

2) 用戶只要能上網(wǎng),既可瀏覽實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

3) 中心服務(wù)器中文界面,便于操作和管理

4) 提供多參數(shù)、實(shí)時(shí)或歷史數(shù)據(jù)曲線圖

5) 系統(tǒng)提供多站點(diǎn)地圖顯示

特點(diǎn):

1) 生態(tài)環(huán)境信息以各種時(shí)間間隔 (分鐘、每小時(shí)、每天)發(fā)送到網(wǎng)站上。

2) 用戶只要能上網(wǎng),既可瀏覽實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

3) 中心服務(wù)器中文界面,便于操作和管理

4) 提供多參數(shù)、實(shí)時(shí)或歷史數(shù)據(jù)曲線圖

5) 系統(tǒng)提供多站點(diǎn)地圖顯示

ENVIdata 數(shù)據(jù)服務(wù)平臺已為國內(nèi)的客戶服務(wù)3年,系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠。

3、技術(shù)指標(biāo)

數(shù)據(jù)采集:

**掃描速率:25Hz

處理器:采用18位A/D轉(zhuǎn)換器,精度±0.025%

存儲:128Mb無限擴(kuò)展,內(nèi)存可存儲130,000個(gè)讀數(shù),可使用PC卡或閃存可(可存儲65,000個(gè)讀數(shù))

U盤存儲兼容USB1.1或USB2.0驅(qū)動,每兆約90,000采集數(shù)字點(diǎn)

LCD液晶顯示,2線16字母的LCD液晶顯示和6個(gè)按鍵用于查看通道及數(shù)采狀態(tài)和功能執(zhí)行

通訊:RS232、USB、以太網(wǎng)等

采樣間隔:10ms至天,可自定義

輸出值種類:平均值, **值, *小值, 取樣值 (Sample), 向量值, 累計(jì)值 ( Totalize )等

工作溫度范圍-45~70℃

時(shí)鐘精準(zhǔn)度:約±1分鐘/年0-40℃;約±4分鐘/年-40-70℃

供電電壓:10~30VDC

工作濕度85%(無水汽凝結(jié))

DT80

模擬輸入:5-15個(gè)單端通道(10個(gè)差分)

脈沖通道:12個(gè)

數(shù)字I/O口:8個(gè)

DT82E:

模擬輸入:2-6個(gè)單端通道(4個(gè)差分)

脈沖通道:8個(gè)

數(shù)字I/O口:4個(gè)

DT82I:

模擬輸入:2-6個(gè)單端通道(4個(gè)差分)

脈沖通道:8個(gè)

數(shù)字I/O口:4個(gè)

DT85:

模擬輸入:12-48個(gè)單端通道(32個(gè)差分)

脈沖通道:15個(gè)

數(shù)字I/O口:8個(gè)

傳感器:

莖流:SHB技術(shù),用于植物莖桿6-20mm;THB技術(shù),用于植物莖桿大于12cm

葉溫:紅外原理,測量范圍:-10…65

精度:-10+65℃, ±0.2℃

-40+70℃ , ±0.5℃

工作溫度:-55.+80℃ 0100% RH

樹木莖粗:測量范圍:50mm精度:5um

作物莖桿:測量范圍:0-5mm

數(shù)據(jù)傳輸:ENVIdata internet 連續(xù)、在線接收數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)輸出:實(shí)時(shí)傳輸,網(wǎng)上下載,同時(shí)郵件傳送

數(shù)據(jù)格式:文本、曲線、地圖顯示,一屏可同時(shí)顯示兩個(gè)參數(shù)

3、技術(shù)指標(biāo)傳感器:

莖流:SHB技術(shù),用于植物莖桿6-20mm;THB技術(shù),用于植物莖桿大于12cm

葉溫:紅外原理,測量范圍:-10…65℃

精度:-10…+65℃, ±0.2℃

-40…+70℃ , ±0.5℃

工作溫度:-55….+80℃ 0…100% RH

樹木莖粗:測量范圍:50mm,精度:5um

作物莖桿:測量范圍:0-5mm

數(shù)據(jù)傳輸:ENVIdata internet 連續(xù)、在線接收數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)輸出:實(shí)時(shí)傳輸,網(wǎng)上下載,同時(shí)郵件傳送

數(shù)據(jù)格式:文本、曲線、地圖顯示,一屏可同時(shí)顯示兩個(gè)參數(shù)

4、 應(yīng)用案例

木質(zhì)部變化或者樹皮的膨脹依賴于一天的測量時(shí)間,天氣、溫濕度等條件,這就導(dǎo)致樹木莖桿周長的變化是雙向的。

由于太陽升起導(dǎo)致蒸騰作用會導(dǎo)致樹干周長減小,相應(yīng)的日落后蒸騰作用結(jié)束樹干周長會增大,這種雙向變化也依賴于天氣(是否干燥,降雨)。

樹木莖干周長日變化大約在±0.5 mm to±2.5 mm 。樹體一天周長變化(D6測量)如下:

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