EMS81樹木莖流觀測(cè)系統(tǒng)

EMS81樹木莖流觀測(cè)系統(tǒng)為EMS51的全新升級(jí)版，由MicroSet 8X控制單元、SF81莖流傳感器及不銹鋼加熱電極片等組成，用于直徑12cm以上的樹干莖流監(jiān)測(cè)。MicroSet 8X控制單元內(nèi)置數(shù)據(jù)采集器和DR26樹干生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)傳感器接口，可同步監(jiān)測(cè)樹干生長(zhǎng)。EMS81作為一個(gè)獨(dú)立完整的監(jiān)測(cè)單元（同時(shí)監(jiān)測(cè)樹干莖流和樹干生長(zhǎng)），既可以每個(gè)單元獨(dú)立工作、獨(dú)立通過(guò)充電電池供電以監(jiān)測(cè)一顆樹木的莖流，也可選配多個(gè)單元組成復(fù)合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)同時(shí)監(jiān)測(cè)不同距離之間多株樹木的莖流和樹干生長(zhǎng)，整個(gè)復(fù)合系統(tǒng)可統(tǒng)一供電也可每個(gè)單元單獨(dú)供電。

對(duì)于大徑級(jí)樹木、相對(duì)不規(guī)則的樹干、或土壤水分極度不均一的林分如斜坡上的樹干等，建議選配2個(gè)樹干莖流監(jiān)測(cè)單元，安裝在相對(duì)的位置上（如陽(yáng)面和陰面），測(cè)得的平均值作為整株樹干的莖流。

工作原理：

樹木莖流測(cè)量根據(jù)熱平衡原理，THB (Tissue heat balance) 加熱技術(shù)，樹干內(nèi)部木質(zhì)部直接加熱，利用電極片間流經(jīng)木質(zhì)部的電流直接加熱樹木木質(zhì)部組織，電極片溫度由插針式溫度傳感器監(jiān)測(cè)，能量需求與莖流量成比例，發(fā)熱能量（mW）通過(guò)專業(yè)軟件換算成莖流值。熱平衡原理可描述為：輸入能量等于散失的傳導(dǎo)熱與莖流溫度的升高，用公式表示如下：

P = Q · dT · c_w + dT · z

公式中P為輸入能量（W），Q為莖流速度（Kg/秒），dT為測(cè)量點(diǎn)溫度差（K），c_w為水的比熱（J.kg^-1.K^-1），z為測(cè)量點(diǎn)傳導(dǎo)熱喪失系數(shù)（W.K^-1）。THB法不需要任何校準(zhǔn)，測(cè)量的莖流為kg/hr，適于直徑12cm以上的樹木莖流觀測(cè)。

性能特點(diǎn)：

1. THB加熱技術(shù)，3+1電極片直接加熱，高精確度、高穩(wěn)定性、高分辨率、低能耗，能耗隨莖流增大而增大，不會(huì)產(chǎn)生樹干組織過(guò)熱問題
2. 每個(gè)EMS81即可作為一個(gè)獨(dú)立的監(jiān)測(cè)單元，也可組成復(fù)合多通道系統(tǒng)，以靈活安裝監(jiān)測(cè)不同距離及不同林分的莖流、蒸騰作用及水通量
3. 支持SDI12協(xié)議組網(wǎng)（限特定型號(hào)）
4. 可選配DR26樹木生長(zhǎng)傳感器，同時(shí)監(jiān)測(cè)樹干生長(zhǎng)
5. 可選配Minikin溫濕度與太陽(yáng)輻射／光合有效輻射監(jiān)測(cè)單元、降雨量監(jiān)測(cè)及土壤水分溫度監(jiān)測(cè)等
6. 可選配Monitoring FluorPen葉綠素?zé)晒獗O(jiān)測(cè)單元，以監(jiān)測(cè)樹木脅迫生理生態(tài)
7. 可選配微根窗根系動(dòng)態(tài)觀測(cè)系統(tǒng)，以研究分析樹木蒸騰與根系動(dòng)態(tài)的關(guān)系等
8. 紅外數(shù)據(jù)下載，簡(jiǎn)便易行
9. 配備免費(fèi)軟件，可設(shè)置數(shù)采、下載和顯示數(shù)據(jù)圖表及統(tǒng)計(jì)分析

技術(shù)指標(biāo)：

1. 莖流測(cè)量THB (Tissue heat balance) 加熱技術(shù)，樹干內(nèi)部（木質(zhì)部）直接加熱，利用電極間流經(jīng)木質(zhì)部的電流直接加熱植物組織，加熱電流0.2Amp（與莖流幅度有關(guān)），頻率為1kHz
2. 高精確度、高穩(wěn)定性、高分辨率，能量需求與莖流量成比例，發(fā)熱能量（mW）通過(guò)軟件換算成莖流值
3. 能耗低，平均能耗0.3～0.4W@dT=1K，大4W
4. 3+1電極片，其中3個(gè)電極片（具絕緣端）用于傳導(dǎo)電流致木質(zhì)部以給電極片周邊的木質(zhì)部加熱，加熱電流40－200Am；一個(gè)電極片為參考電極（沒有絕緣端），安裝在加熱電極下端100mm處
5. 電極片長(zhǎng)度有60mm、70mm、80mm三個(gè)規(guī)格，對(duì)應(yīng)25mm、35mm和45mm木質(zhì)部深度，以適用于不同徑級(jí)類型的樹木
6. 溫度傳感器為特制3+1插針式，恒定溫差1K、2K或3K可預(yù)設(shè)置
7. 樹干直徑：適于12cm及以上徑級(jí)的樹木
8. 數(shù)據(jù)采集器可存貯120000組數(shù)據(jù)，每10分鐘采集一次莖流與樹干生長(zhǎng)的情況下可以存儲(chǔ)1年的數(shù)據(jù)
9. 內(nèi)置精密時(shí)鐘，時(shí)鐘精確度±1分鐘每月，可通過(guò)專業(yè)軟件下載和瀏覽具時(shí)間戳的數(shù)據(jù)圖表
10. 專業(yè)數(shù)據(jù)下載分析軟件，可直接給出每小時(shí)每單位周長(zhǎng)樹干的莖流量（kg），可進(jìn)行數(shù)據(jù)下載、數(shù)據(jù)在線觀測(cè)、柱狀圖、數(shù)據(jù)修復(fù)、統(tǒng)計(jì)分析（如每小時(shí)平均、每日平均、總計(jì)、小值、大值、數(shù)據(jù)相關(guān)分析、回歸分析）與圖表展示及系統(tǒng)設(shè)置等
11. DR26樹木生長(zhǎng)傳感器專為樹干生長(zhǎng)長(zhǎng)期觀測(cè)而設(shè)計(jì)，為不銹鋼和防紫外線塑料制作，堅(jiān)固耐用，適于8cm以上的樹干生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)，測(cè)量生長(zhǎng)范圍為65mm，分辨率1微米
12. 溫濕度與太陽(yáng)輻射數(shù)據(jù)采集器（備選）：溫度精確度±0.2°C，相對(duì)濕度精確度±2%，太陽(yáng)輻射的精確度±5%；重量80g
13. USB/IrDA紅外數(shù)據(jù)下載，通過(guò)USB與計(jì)算機(jī)相聯(lián)
14. 電源：12－15V，低于10.5V時(shí)自動(dòng)停止
15. 工作溫度：−20~50°C

產(chǎn)地：歐洲

參考文獻(xiàn)：

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1. Hoelscher, M.-T., Nehls, T., Jänicke, B., Wessolek, G., 2015.  Quantifying cooling effects of facade greening: shading, transpiration and insulation. Energy Build. 114, 283–290.