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ENVIdata-DD植物莖流監測系統

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1 背景
? 莖流是植物的重要生理指標,系統是基于植物蒸騰作用的作物灌溉、植物耗水等水分平衡測量系統。利用莖流傳感器測量植物水分消耗,把它和降雨量、土壤水分及灌溉供水相結合,計算田間水分收支狀況可以決定灌溉方案。該系統廣泛應用于植物生理生態學和節水灌溉領域。

2 系統工作原理及特點
? ENVIdata-DD 植物莖流監測系統由數據采集器、莖流傳感器、供電裝置組成。按用戶設定的測量間隔定時、自動測量莖流相關參數。
? 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、下載最新和歷史數據。

3? 莖流傳感器
3.1插針式莖流傳感器
? TDP系列插針式探頭應用熱擴散原理,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。

3.2 包裹式莖流傳感器
? 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:導出以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,全量程最大10V);纜線:標準3米(5或6芯,帶接頭);纜線可擴展
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

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4? 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,配置擴展模塊后最多可通道可擴展至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。工作溫度最低可達-45℃。

5? ENVIdata數據傳輸和管理
? 該系統直接將數據傳送到www.ecodata.net (中國生態數據網)網站上,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首家成功獲得 ISO9001國際質量體系認證,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:
??生態環境信息以各種時間間隔 (分鐘、每小時、每天)發送到網站上。
??用戶只要能上網,既可瀏覽實時數據。
??中心服務器中文界面,便于操作和管理
??提供多參數、實時或歷史數據曲線圖
??系統提供多站點地圖顯示

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ENVIdata 數據服務平臺已為國內的客戶服務多年,系統穩定、可靠。
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6、支架
兩種支架可供選擇,三角支架(圖一)和十字底座支架(圖二)
建議根據場地條件選擇:

??三角支架,整體比較大氣、平穩,適合安裝在平整的場地中,整體高度約2.3米;
??十字底座支架,占地范圍更小,適宜安裝在林地或有坡度的場地中。

圖一:? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 圖二:

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7 技術指標
數據采集:
最大掃描速率:25Hz
處理器:采用18位A/D轉換器,精度±0.025%
存儲:128Mb可無限擴展,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, 最大值, 最小值, 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:15個單端通道(10個差分)
脈沖通道:12個
數字I/O口:8個
SDI12口:4個
DT82E
模擬輸入:6個單端通道(4個差分)
脈沖通道:8個
數字I/O口:4個
SDI12:1個
RS232:1個
DT82I
模擬輸入:6個單端通道(4個差分)
脈沖通道:8個
數字I/O口:4個
RS232:1個
RS485/422/232:1個
DT85
模擬輸入:48個單端通道(32個差分)
脈沖通道:15個
數字I/O口:8個
RS232/422/485:1個
RS232:1個


8 應用案例
? 利用莖流傳感器測量植物水分的運移與消耗,是測量植物蒸發蒸騰的重要方法。對于森林生態系統,植物的蒸發蒸騰受小氣候條件、植物的形態結構、植物的生理類型影響。廣西林科院的科研團隊,利用林間的徑流小區,采用激光雨滴譜測量林間小區的總降雨量,徑流場監測地表流和滲透到土壤中的壤中流,同時配ENVIdata-DD植物莖流監測系統, 選用TDP插針式莖流傳感器,來研究林間的水循環和植物的水分利用效率。
? 圖片中用鋁箔紙包裹的即是TDP莖流傳感器。
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徑流場中安裝的ENVIdata-DD植物莖流監測系統


參考文獻
1 李瑞娟;劉文兆;;莖流計在春小麥蒸騰測定中的標定及其應用[A];發揮資源科技優勢 保障西部創新發展——中國自然資源學會2011年學術年會論文集(下冊)[C];2011年
2 李就好;陳海波;何曉暉;鄧愛明;黃飛劍;;不同水分處理下甘蔗植株莖流變化規律研究[A];中國農業工程學會2011年學術年會論文集[C];2011年
3 韓磊;黃土半干旱區主要造林樹種蒸騰耗水及冠層蒸騰模擬研究[D];北京林業大學;2011年

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