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ENVIdata-DT植物莖流葉溫莖粗氣象(生理生態)監測系統

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ENVIdata-DT 植物莖流葉溫莖粗氣象(生理生態)監測系統由數據采集器、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及氣象傳感器組成。按用戶設定的測量間隔定時、自動測量莖流、葉溫和生長參數。

詳細信息 在線詢價

1 背景

 莖流、葉溫、莖粗變化是植物的重要生理指標,而光照、土壤濕度、空氣溫濕度是影響重要指標的關鍵環境因子。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值水平,缺少對液流整體格局特征的認識,也有用樹形分級的方法對液流和樹形關系進行探討,但該方法存在尺度擴展過程中容易引起誤差的缺點。

當根系吸水充足時莖干膨脹,虧缺時莖干收縮。因而可以用莖直徑變化反應植株體內水分狀況變化。

該系統通過莖流大小測試植株的耗水量,通過葉溫預報植物需水量,利用植物器官(莖、葉、果實等)體積微變化動態反應植物體內水分狀況,廣泛用于植物水分利用、水量平衡、能量平衡、灌溉等研究領域。

2 系統工作原理及特點

ENVIdata-DT 植物莖流葉溫莖粗氣象(生理生態)監測系統數據采集器、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及氣象傳感器組成。按用戶設定的測量間隔定時、自動測量莖流、葉溫和生長參數。

該系統通過Internet傳輸數據,用戶無需到測點下載數據,只要能上網,可隨時查看系統運行情況、下載和歷史數據。

2.1 傳感器

2.1.1 TDP熱擴散莖流傳感器

應用熱擴散原理,測量不同樹種的莖流量。該原理能夠實現連續監測莖流,并且受環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,可以重復使用。TDP-30和TDP-50每個探頭占用一個單端模擬通道,TDP-80每個探頭占用兩個單端模擬通道。安裝工具隨探頭提供。

SG系列探頭應用熱平衡原理,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。每個探頭占用3個單端模擬通道。探頭所需的安裝附件隨探頭提供。

系統配有電壓調節器為探頭供電,可以同時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:導出g/h為單位的莖流量

傳感器類型

示例產品

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

數據采集器輸入(每個傳感器):3DIF通道(全量程<1mV),1SE通道(用于加熱器電壓,全量程<10V);纜線:標準1.5米(8芯,帶接頭);纜線可擴展

SV1 TDP莖流速傳感器:導出以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

數據采集器輸入(每個傳感器):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:標準3米(5或6芯,帶接頭);纜線可擴展

*澳作研發的通道擴展板:功能強大,精度高(與進口數據采集器精度相同),可接多路傳感器(數量不受限制)。

*多路電源供應:使用可調式電壓調節分配器,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:測量植物冠層、土壤、水面等溫度

 技術指標:

  測量范圍:-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樹木生長應變傳感器用于連續、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,瞬時記錄樹木對環境影響的反應、樹皮的膨脹、導管水位或細胞分裂等。

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

特點:

連續、高精度測量樹木的周長變化

安裝簡單,無需破壞樹皮或影響樹木的生長

測量樹木生長的日變化,精度達5um

zui小化測量帶與樹皮間的摩擦力及溫度的影響

調節測量帶,可輕松擴大測量范圍

2.1.1 氣象傳感器 

Thies多參數傳感器

傳感器高度集成,可測多種參數。風向風速采用*的超聲技術,內置GPS接收功能。長時間使用而無需維護。特別適用于沿海或有侵蝕的地區。

測量參數:風速、風向、空氣溫度(超聲波測量)、空氣濕度、氣壓、光照強度、降雨量。

信號輸出:

數字信號輸出

端口:RS485/422

波特率:1200~921600波特率

輸出:瞬時值,平均值

輸出頻率:10到0.1HZ

通訊協議:ASCLL,MODBUS-RTU

模擬信號輸出

輸出:0~10V,2~10V瞬時值,平均值

輸出間隔:10ms

精度:16bit

 

結構功能

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.2數據采集器

DT系列數據采集器是一款堅固、獨立、低能耗的數據采集器,具有支持U盤、18位分辨率、通訊性能可擴展及內嵌顯示屏等特性。DT80的雙通道隔離概念可同時使用多達10個隔離或15個共用參考模擬輸入,配置擴展模塊后zui多可通道可擴展至600個。

DT系列數據支持SDI-12傳感器組網,支持SCADA系統的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-45℃。

2.3、ENVIdata數據傳輸和管理

該系統直接將數據傳/span> (中國生態數據網)上,通過對監測的生態環境因子的時序變化和相關性分析,確定監測對象的狀態發展。

ENVIdata 服務器軟件既可以作為獨立的應用軟件,運行在用戶的服務器上;也可以運行在澳作公司安全的服務器上,為多個用戶提供數據接收服務,同時幫助用戶監控野外測點硬件系統的運行狀態。

澳作公司ENVIdata系列生態環境監測系統是業內成功獲得 ISO9001質量體系認證,于2010年獲得 ISO9001 質量認證書,至今全部通過專家的年度復核,確保系統集成的品質

用戶采用用戶名和密碼登陸,只要能上網,就能瀏覽實時和歷史數據

特點:

1) 生態環境信息以各種時間間隔 (分鐘、每小時、每天)發送到上。

2) 用戶只要能上網,既可瀏覽實時數據。

3) 中心服務器中文界面,便于操作和管理

4) 提供多參數、實時或歷史數據曲線圖

5) 系統提供多站點地圖顯示

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ENVIdata 數據服務平臺已為國內的客戶服務3年,系統穩定、可靠。

 

3、技術指標

數據采集:

zui大掃描速率:25Hz

處理器:采用18位A/D轉換器,精度±0.025%

存儲:128Mb無限擴展,內存可存儲130,000個讀數,可使用PC卡或閃存可(可存儲65,000個讀數)

U盤存儲兼容USB1.1或USB2.0驅動,每兆約90,000采集數字點

LCD液晶顯示,2線16字母的LCD液晶顯示和6個按鍵用于查看通道及數采狀態和功能執行

通訊:RS232、USB、以太網等

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, 累計值 ( Totalize )等

工作溫度范圍-45~70℃

時鐘精準度: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)

DT80

模擬輸入:5-15個單端通道(10個差分)

脈沖通道:12

數字I/O口:8個

DT82E:

模擬輸入:2-6個單端通道(4個差分)

脈沖通道:8

數字I/O口:4個

DT82I:

模擬輸入:2-6個單端通道(4個差分)

脈沖通道:8

數字I/O口:4個

DT85:

模擬輸入:12-48個單端通道(32個差分)

脈沖通道:15

數字I/O口:8個

傳感器:

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* RH

樹木莖粗測量范圍:50mm精度:5um

數據傳輸:ENVIdata internet 連續、在線接收數據

數據輸出:實時傳輸,網上下載,同時郵件傳送

數據格式:文本、曲線、地圖顯示,一屏可同時顯示兩個參數

氣象:Thies多參數傳感器:

風速:

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

風向:

量程:0~360°

分辨率:1°

精度:±2° @ WG > 2 m/s

空氣溫度(超聲波測量):

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

光照強度

量程:0~150kLux

分辨率:30Lux

精度:±3%的測量值,3 Lux每分鐘

降雨量

量程:0~10mm每分鐘

分辨率:0.01mm

4、 應用案例

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

由于太陽升起導致蒸騰作用會導致樹干周長減小,相應的日落后蒸騰作用結束樹干周長會增大,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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