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貨物所在地:北京北京市
更新時(shí)間:2024-06-10 21:00:07
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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(duì)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(duì)液流整體格局特征的認(rèn)識(shí),也有用樹形分級(jí)的方法對(duì)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(cè)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(dòng)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 植物莖流葉溫莖粗氣象(生理生態(tài))監(jiān)測(cè)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(zhǎng)傳感器及氣象傳感器組成。按用戶設(shè)定的測(cè)量間隔定時(shí)、自動(dòng)測(cè)量莖流、葉溫和生長(zhǎng)參數(shù)。
該系統(tǒng)通過Internet傳輸數(shù)據(jù),用戶無需到測(cè)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 TDP熱擴(kuò)散莖流傳感器
應(yīng)用熱擴(kuò)散原理,測(cè)量不同樹種的莖流量。該原理能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)監(jiān)測(cè)莖流,并且受環(huán)境因素的干擾相對(duì)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(zhǎng)/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zui大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(duì)不同傳感器輸出不同范圍電壓 |
2.1.2 紅外葉溫測(cè)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(cè)量植物冠層、土壤、水面等溫度
技術(shù)指標(biāo):
測(cè)量范圍:-10…65℃
精度:-10…+65℃, ±0.2℃
-40…+70℃ , ±0.5℃
工作溫度:-55….+80℃ 0…* RH
2.1.3莖粗傳感器
D6 樹木胸徑傳感器
D6樹木生長(zhǎng)應(yīng)變傳感器用于連續(xù)、高精度、自動(dòng)測(cè)量樹木的周長(zhǎng)變化。體積小、重量輕,可輕松安裝在樹干上,對(duì)樹皮或樹木的生長(zhǎng)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(duì)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(hào)。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(cè)量樹木的周長(zhǎng)變化
l 安裝簡(jiǎn)單,無需破壞樹皮或影響樹木的生長(zhǎng)
l 測(cè)量樹木生長(zhǎng)的日變化,精度達(dá)5um
l zui小化測(cè)量帶與樹皮間的摩擦力及溫度的影響
l 調(diào)節(jié)測(cè)量帶,可輕松擴(kuò)大測(cè)量范圍
2.1.1 氣象傳感器
Thies多參數(shù)傳感器
傳感器高度集成,可測(cè)多種參數(shù)。風(fēng)向風(fēng)速采用*進(jìn)的超聲技術(shù),內(nèi)置GPS接收功能。長(zhǎng)時(shí)間使用而無需維護(hù)。特別適用于沿?;蛴星治g的地區(qū)。
測(cè)量參數(shù):風(fēng)速、風(fēng)向、空氣溫度(超聲波測(cè)量)、空氣濕度、氣壓、光照強(qiáng)度、降雨量。
信號(hào)輸出:
數(shù)字信號(hào)輸出
端口:RS485/422
波特率:1200~921600波特率
輸出:瞬時(shí)值,平均值
輸出頻率:10到0.1HZ
通訊協(xié)議:ASCLL,MODBUS-RTU
模擬信號(hào)輸出
輸出:0~10V,2~10V瞬時(shí)值,平均值
輸出間隔:10ms
精度:16bit
結(jié)構(gòu)功能
2.2、數(shù)據(jù)采集器
DT系列數(shù)據(jù)采集器是一款堅(jiān)固、獨(dú)立、低能耗的數(shù)據(jù)采集器,具有支持U盤、18位分辨率、通訊性能可擴(kuò)展及內(nèi)嵌顯示屏等特性。DT80的雙通道隔離概念可同時(shí)使用多達(dá)10個(gè)隔離或15個(gè)共用參考模擬輸入,配置擴(kuò)展模塊后zui多可通道可擴(kuò)展至600個(gè)。
DT系列數(shù)據(jù)支持SDI-12傳感器組網(wǎng),支持SCADA系統(tǒng)的Modbus、 FTP和Web接口、具有可控12V電源為傳感器供電。工作溫度zui低可達(dá)-45℃。
2.3、ENVIdata數(shù)據(jù)傳輸和管理
該系統(tǒng)直接將數(shù)據(jù)傳送到www.ecodata。。net (中國(guó)生態(tài)數(shù)據(jù)網(wǎng))上,通過對(duì)監(jiān)測(cè)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(cè)對(duì)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(cè)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(cè)系統(tǒng)是業(yè)內(nèi)成功獲得 ISO9001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(tái)已為國(guó)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:
zui大掃描速率:25Hz
處理器:采用18位A/D轉(zhuǎn)換器,精度±0.025%
存儲(chǔ):128Mb可無限擴(kuò)展,內(nèi)存可存儲(chǔ)130,000個(gè)讀數(shù),可使用PC卡或閃存可(可存儲(chǔ)65,000個(gè)讀數(shù))
U盤存儲(chǔ):兼容USB1.1或USB2.0驅(qū)動(dòng),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, zui大值, zui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:
葉溫:紅外原理,測(cè)量范圍:-10…65℃
精度:-10…+65℃, ±0.2℃ ; -40…+70℃ , ±0.5℃
工作溫度:-55….+80℃ 0…* RH
樹木莖粗:測(cè)量范圍:50mm,精度:5um
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)
氣象:Thies多參數(shù)傳感器:
風(fēng)速:
量程:0~60m/s
分辨率:0.1m/s
精度:±0.3 m/s rms @ WG ≤ 5 m/s
±3% rms @ WG > 5 m/s
±5% rms @ WG > 50 m/s
風(fēng)向:
量程:0~360°
分辨率:1°
精度:±2° @ WG > 2 m/s
空氣溫度(超聲波測(cè)量):
量程:-30~70°C
分辨率:0.1°C
精度:±0.5°C
空氣溫度:
量程:-30~70°C
分辨率:0.01°C
精度:±0.5°C
空氣濕度:
量程:0~*
分辨率:0.1%
精度:±3%(10~90%)
氣壓
量程:300~1100hPa
分辨率:0.01hPa
精度:±0.5hPa(20°C)
光照強(qiáng)度
量程:0~150kLux
分辨率:30Lux
精度:±3%的測(cè)量值,3 Lux每分鐘
降雨量
量程:0~10mm每分鐘
分辨率:0.01mm
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(cè)量時(shí)間,天氣、溫濕度等條件,這就導(dǎo)致樹木莖桿周長(zhǎng)的變化是雙向的。
由于太陽升起導(dǎo)致蒸騰作用會(huì)導(dǎo)致樹干周長(zhǎng)減小,相應(yīng)的日落后蒸騰作用結(jié)束樹干周長(zhǎng)會(huì)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(zhǎng)日變化大約在±0.5 mm to±2.5 mm 。樹體一天周長(zhǎng)變化(D6測(cè)量)如下:
(空格分隔,最多3個(gè),單個(gè)標(biāo)簽最多10個(gè)字符)