一種農(nóng)作物冠層地表通量多通道波文比遠(yuǎn)程采集儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種農(nóng)作物冠層地表通量多通道波文比遠(yuǎn)程采集儀。
【背景技術(shù)】
[0002]地表通量是影響生態(tài)系統(tǒng)的非常重要的因子，然而，地表通量測量項(xiàng)目多，時間長，測量誤差大是一個難以克服的問題。針對上述問題，介紹一種新近研制的測量地表通量的儀器一多通道波文比觀測儀。該觀測儀能夠?qū)崿F(xiàn)地表通量要素的同步多通道觀測，減少測量過程由于人為因素造成的誤差，而且可以應(yīng)用于電源供應(yīng)困難的偏僻地區(qū)。
[0003]目前廣泛應(yīng)用于地表通量研究的儀器有波文比儀、渦度相關(guān)儀和閃爍通量儀。計(jì)算模型主要有波文比法(波文比能量平衡法)、渦度相關(guān)法、空氣動力學(xué)法等。波文比法跟其他方法相比，其最大的優(yōu)點(diǎn)是物理概念明確，計(jì)算方法簡單，要求測定的項(xiàng)目少，通常情況下測量精度較高，?？勺鳛闄z驗(yàn)其他蒸散計(jì)算方法的判別標(biāo)準(zhǔn)；同時它能夠測定較小時段內(nèi)的蒸散量，是分析蒸散隨時間變化規(guī)律的可行方法之一；也可以分析蒸散量與太陽凈輻射的關(guān)系，揭示不同地帶蒸散特點(diǎn)及主要影響蒸散作用的因子。在國內(nèi)，對波文比的研究主要開始于20世紀(jì)80年代后期。目前眾多學(xué)者利用波文比儀進(jìn)行了各方面的研究。雖然人們頻繁應(yīng)用波文比法，但是國內(nèi)的波文比儀并不多見，目前應(yīng)用的有國產(chǎn)換位式波文比觀測儀、臺灣產(chǎn)波文比系統(tǒng)和美國COM PB ELL公司生產(chǎn)的波文比系統(tǒng)等。為了給研究地表通量的學(xué)者提供良好的科研工具，因此研制出一種農(nóng)作物冠層地表通量多通道波文比遠(yuǎn)程采集儀。對生態(tài)學(xué)、環(huán)境科學(xué)及地球表層系統(tǒng)科學(xué)的發(fā)展有重大意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于上述，本發(fā)明的目的在于提供一種農(nóng)作物冠層地表通量多通道波文比遠(yuǎn)程采集儀。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0006]一種農(nóng)作物冠層地表通量多通道波文比遠(yuǎn)程采集儀，是由三角塔架、法蘭盤、橫桿固定卡、橫桿支架、太陽能電池板、塔基座、地錨鋼釬、鋼絲繩、鋼絲花籃和信號天線、熱通量傳感器、土壤溫度傳感器、上下輻射傳感器、干濕溫濕度傳感器、風(fēng)速傳感器、風(fēng)向傳感器、GPRS遠(yuǎn)程、太陽能充電電路、12V2A鋰電池、多通道數(shù)據(jù)儲存采集儀、遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)組成。三角塔架每節(jié)對應(yīng)用法蘭盤用螺絲擰緊安裝在塔基座上，三角塔架上鋼絲繩通過鋼絲花籃與地錨鋼釬拉緊固定。在三角塔架上架設(shè)橫桿固定卡、橫桿支架、太陽能電池板，在橫桿支架上安裝上下輻射傳感器、干濕溫濕度傳感器、風(fēng)速傳感器、風(fēng)向傳感器、GPRS遠(yuǎn)程天線，地下埋入熱通量傳感器、土壤溫度傳感器通過導(dǎo)線分別與多通道數(shù)據(jù)儲存采集儀連接，置于地表上采樣箱內(nèi)裝有信號接收天線、GPRS遠(yuǎn)程，太陽能充電電路，12V2A鋰電池和多通道數(shù)據(jù)儲存采集儀，GPRS遠(yuǎn)程內(nèi)裝入手機(jī)數(shù)據(jù)卡并連接鋰電池，采樣箱的頂部設(shè)有信號天線接收塔頂安裝的信號天線傳輸手機(jī)信號，數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)由多通道數(shù)據(jù)儲存采集儀采集，并由遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)下載數(shù)據(jù)。
[0007]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:
[0008]1、本發(fā)明小三角塔架采用圓形鋼管材料制成多節(jié)組裝而成，每節(jié)長度I米，根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求可以增加節(jié)數(shù)，傳感器橫桿固定且調(diào)整高度方便，傳感器支架都是采用標(biāo)準(zhǔn)件可以互換，塔架和傳感器安裝容易，塔直徑細(xì)對傳感器影響很小，保證了農(nóng)作物冠層地表通量多通道波文比遠(yuǎn)程采集儀數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性。
[0009]2、本發(fā)明設(shè)置的多通道數(shù)據(jù)儲存采集儀可以設(shè)置連接多種傳感器和GPRS遠(yuǎn)程儀器操作數(shù)據(jù)采集，對農(nóng)田、森林、草原和戈壁沙漠群落小氣候通量進(jìn)行長期監(jiān)測，積累數(shù)據(jù)，分析評估，為生態(tài)學(xué)、環(huán)境科學(xué)及地球表層系統(tǒng)科學(xué)的發(fā)展提供可靠的依據(jù)，是野外進(jìn)行農(nóng)作物冠層地表通量多通道波文比遠(yuǎn)程采集測定科學(xué)試驗(yàn)的理想儀器。
[0010]3、本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，易安裝，是野外進(jìn)行農(nóng)作物冠層地表通量多通道波文比遠(yuǎn)程采集測定科學(xué)試驗(yàn)的理想儀器。
【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]如圖1所示，一種農(nóng)作物冠層地表通量多通道波文比遠(yuǎn)程采集儀，是由三角塔架1、法蘭盤2、橫桿固定卡3、橫桿支架4、太陽能電池板5、塔基座6、地錨鋼釬14、鋼絲繩15、鋼絲花籃I)和信號天線7、熱通量傳感器8、土壤溫度傳感器9、上下輻射傳感器10、干濕溫濕度傳感器11、風(fēng)速傳感器12、風(fēng)向傳感器13、GPRS遠(yuǎn)程17、太陽能電池板18U2V2A鋰電池19、多路數(shù)據(jù)采集儀20、遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)22組成。三角塔架I用直徑20毫米鋼管焊接成長度I米直角邊100毫米的直角三角塔架，每節(jié)對應(yīng)用法蘭盤2用螺絲擰緊安裝在塔基座6上，三角塔架I上鋼絲繩15通過鋼絲花籃16將地錨鋼釬14拉緊固定。三角塔架I上按每隔2m架設(shè)橫桿固定卡3,橫桿固定卡3固定橫桿支架4和太陽能電池板5。在橫桿支架4上安裝上下輻射傳感器10、干濕溫濕度傳感器11、風(fēng)速傳感器12和風(fēng)向傳感器13，塔頂置有GPRS遠(yuǎn)程天線7，塔基座6地下1.5m處埋入深度熱通量傳感器8和土壤溫度傳感器9。熱通量傳感器8和土壤溫度傳感器9通過導(dǎo)線分別與多通道數(shù)據(jù)儲存采集儀20連接，在塔基座6上，置于地表上采樣箱23內(nèi)裝有GPRS遠(yuǎn)程17，太陽能充電電路18，12V2A鋰電池19和多通道數(shù)據(jù)儲存采集儀20。GPRS遠(yuǎn)程17內(nèi)裝入手機(jī)數(shù)據(jù)卡并連接鋰電池19，采樣箱23的頂部設(shè)有GPRS遠(yuǎn)程信號接收天線24接收塔頂安裝的GPRS遠(yuǎn)程天線7傳輸手機(jī)信號21，多通道數(shù)據(jù)儲存采集儀20采集的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)由遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)22下載數(shù)據(jù)，處理分析。
[0013]多通道數(shù)據(jù)儲存采集儀20通過導(dǎo)線分別與太陽能充電電路18和熱通量傳感器8，土壤溫度傳感器9，上下輻射傳感器10，干濕溫濕度傳感器11，風(fēng)速傳感器12，風(fēng)向傳感器13連接，由熱通量傳感器8，土壤溫度傳感器9，上下輻射傳感器10，干濕溫濕度傳感器11，風(fēng)速傳感器12，風(fēng)向傳感器13和塔頂安裝的信號天線7發(fā)送的信息，信號接收天線24接收信息，通過GPRS遠(yuǎn)程17數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)為輸送采樣箱23內(nèi)多通道數(shù)據(jù)儲存采集儀20輸送信息，多通道數(shù)據(jù)儲存采集儀20以平均60次/H的采樣頻率進(jìn)行通量的采集，對農(nóng)田農(nóng)作物冠層、森林內(nèi)、草原上和戈壁沙漠群落中土壤溫度、土壤熱通量和地上風(fēng)速風(fēng)向、上下太陽輻射、空氣溫濕度梯度小氣候變化進(jìn)行連續(xù)測定。每次采樣數(shù)據(jù)由多通道數(shù)據(jù)儲存采集儀20儲存到卡內(nèi)，等到用GPRS遠(yuǎn)程17下載完數(shù)據(jù)后，由遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)22對數(shù)據(jù)進(jìn)行及時處理分析。
[0014]太陽能充電電路18為12V2A鋰電池19充電，多通道數(shù)據(jù)儲存采集儀20由12V2A鋰電池19供給能量。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種農(nóng)作物冠層地表通量多通道波文比遠(yuǎn)程采集儀，是由三角塔架(I)、法蘭盤(2)、橫桿固定卡(3)、橫桿支架(4)、太陽能電池板(5)、塔基座(6)、地錨鋼釬(14)、鋼絲繩(15)、鋼絲花籃(16)和信號天線(7)、熱通量傳感器(8)、土壤溫度傳感器(9)、上下輻射傳感器(10)、干濕溫濕度傳感器(11)、風(fēng)速傳感器(12)、風(fēng)向傳感器(13)、GPRS遠(yuǎn)程(17)、太陽能充電電路(18)、12V2A鋰電池(19)、多通道數(shù)據(jù)儲存采集儀(20)、遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)(22)組成，三角塔架(I)每節(jié)對應(yīng)用法蘭盤(2)用螺絲擰緊安裝在塔基座(6 )上，三角塔架(I)上鋼絲繩(15)通過鋼絲花籃(16)與地錨鋼釬(14)拉緊固定，其特征是三角塔架(I)上架設(shè)橫桿固定卡(3)、橫桿支架(4)、太陽能電池板(5),在橫桿支架(4)上安裝上下福射傳感器(10)、干濕溫濕度傳感器(11)、風(fēng)速傳感器(12 )、風(fēng)向傳感器(13 )、GPRS遠(yuǎn)程天線(7 )，采樣11(23)置有信號接收天線(24)、GPRS遠(yuǎn)程(17)，太陽能充電電路(18)，12V2A鋰電池(19)和多通道數(shù)據(jù)儲存采集儀(20 )，地下埋入熱通量傳感器(8 )和土壤溫度傳感器(9 )通過導(dǎo)線分別與多通道數(shù)據(jù)儲存采集儀(20)連接，GPRS遠(yuǎn)程(17)內(nèi)裝入手機(jī)數(shù)據(jù)卡連接鋰電池(19)，數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)由多通道數(shù)據(jù)儲存采集儀(20)采集，并由遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)(22)下載數(shù)據(jù)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種農(nóng)作物冠層地表通量多通道波文比遠(yuǎn)程采集儀。其特征是三角塔架上按不同高度架設(shè)橫桿固定卡、橫桿支架、太陽能電池板，在橫桿支架上安裝上下輻射傳感器、干濕溫濕度傳感器、風(fēng)速傳感器、風(fēng)向傳感器、GPRS遠(yuǎn)程天線，地下埋入、熱通量傳感器、土壤溫度傳感器通過導(dǎo)線分別與采集控制器主機(jī)連接。GPRS遠(yuǎn)程內(nèi)裝入手機(jī)數(shù)據(jù)卡、連接鋰電池和塔頂?shù)腉PRS遠(yuǎn)程天線連通，數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)在室內(nèi)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)可以操作多路數(shù)據(jù)采集儀計(jì)算機(jī)下載數(shù)據(jù)。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，塔架安裝操作方便，易攜帶，對農(nóng)田、森林、草原和戈壁沙漠群落小氣候通量進(jìn)行長期監(jiān)測，積累數(shù)據(jù)，分析評估，為生態(tài)學(xué)、環(huán)境科學(xué)及地球表層系統(tǒng)科學(xué)的發(fā)展提供可靠的依據(jù)。
【IPC分類】G01W1/02
【公開號】CN104950350
【申請?zhí)枴緾N201410116798
【發(fā)明人】趙愛國, 馮起, 劉蔚, 張小由, 司建華, 趙晶, 李宏
【申請人】中國科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2014年3月27日