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— 生態(tài) · 農(nóng)業(yè) · 健康 —
應(yīng)用(Application)
SoilBox-FMS便攜式土壤呼吸測(cè)量系統(tǒng)

時(shí)間:2018-11-15

作者:易科泰

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SoilBox-FMS由氣體抽樣模塊,、氣體分析模塊(包括水汽分析儀,、CO2分析儀和O2分析儀),、數(shù)據(jù)采集器及Baseline模塊(雙通道氣路轉(zhuǎn)換器)等集成于便攜式箱內(nèi),用于測(cè)量分析土壤呼吸,、土壤根系呼吸,、濕地氣體通量測(cè)量、垃圾填埋場(chǎng)氣體通量測(cè)量,、地質(zhì)碳排放,、土壤異氧微生物呼吸、土壤動(dòng)物呼吸,、動(dòng)物洞穴呼吸及生態(tài)系統(tǒng)凈光合與凈呼吸等,,可廣泛應(yīng)用于碳源碳匯研究、生態(tài)修復(fù)研究,、土壤活力監(jiān)測(cè),、氣候變化及動(dòng)植物生理生態(tài)研究等。主要技術(shù)特點(diǎn)如下:

?  image.png氣體抽樣模塊具Baseline裝置,,可手動(dòng)或自動(dòng)定時(shí)切換測(cè)量大氣CO2含量(baseline)和呼吸室內(nèi)CO2含量,,從而更加精確地測(cè)量監(jiān)測(cè)CO2等氣體通量;

?氣體抽樣模塊包括隔膜泵,、流量控制閥及氣流計(jì),,精確調(diào)控氣流速度,從而通過(guò)封閉式或開放式精確測(cè)量氣體通量,;

?氣體分析模塊包括水汽分析模塊,、CO2和O2分析模塊,內(nèi)置溫度和大氣壓傳感器,,溫度壓力自動(dòng)補(bǔ)償,,高穩(wěn)定性、高精確度,,可實(shí)現(xiàn)高達(dá)0.1ppm的分辨率,;可備選外置的甲烷分析儀;

?快速響應(yīng),,CO2分析響應(yīng)時(shí)間低于1秒,,從而可以即時(shí)反映呼吸的瞬間變化;

?超大觸摸屏實(shí)時(shí)顯示儀器各參數(shù),,可同時(shí)顯示氧氣,、二氧化碳、水汽壓,、大氣壓,、相對(duì)濕度、模擬輸入信號(hào)、儲(chǔ)存大小,、取樣情況,、日期時(shí)間序列等數(shù)據(jù)

?  image.png14通道數(shù)據(jù)采集器,可接6個(gè)溫度傳感器,、8個(gè)土壤水分傳感器,,具備數(shù)據(jù)在線存儲(chǔ)功能;

?可通過(guò)選配8通道氣路轉(zhuǎn)換器,,從而實(shí)現(xiàn)多通道測(cè)量實(shí)驗(yàn)研究(連接多個(gè)呼吸室),,可在野外小范圍內(nèi)(比如10平方米)實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測(cè)量或土壤剖面不同深度抽樣測(cè)量;

?SoilBox-FMS實(shí)際上為雙通道測(cè)量(有一個(gè)Basline通道),,通過(guò)選配透明呼吸室和非透明呼吸室,,可測(cè)量監(jiān)測(cè)生態(tài)系統(tǒng)凈光合、凈呼吸等,;

?可測(cè)量呼吸商和Q10:土壤微生物呼吸商是反映環(huán)境因素,、管理措施變化和重金屬污染對(duì)微生物活性影響的一個(gè)敏感指標(biāo);Q10值(土壤呼吸溫度敏感性系數(shù)),,即溫度每變化10℃,,呼吸速率的相對(duì)變化,是模擬全球變暖與生態(tài)系統(tǒng)碳釋放之間反饋強(qiáng)度的重要參數(shù),;

?土壤動(dòng)物呼吸測(cè)量:土壤動(dòng)物參與土壤有機(jī)質(zhì)分解,、植物營(yíng)養(yǎng)礦化及養(yǎng)分循環(huán)等作用,隨著工農(nóng)業(yè)的發(fā)展,,土壤污染越來(lái)越嚴(yán)重,,從而土壤動(dòng)物也隨之受到影響,土壤動(dòng)物的呼吸強(qiáng)度可以作為環(huán)境脅迫,、土壤污染(比如農(nóng)藥污染)的一個(gè)重要生物指標(biāo),,故深入開展這方面的研究工作對(duì)于農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)和土壤污染監(jiān)測(cè)具有重要的參考價(jià)值。

測(cè)量原理

封閉式或開放式測(cè)量,,土壤呼吸室中的氣體通過(guò)氣體抽樣模塊以預(yù)設(shè)的氣流速度(可調(diào)控)依次進(jìn)入水汽分析儀,、CO2分析儀和O2分析儀,然后進(jìn)入呼吸室(封閉式測(cè)量)或直接排出(開放式測(cè)量),。測(cè)量數(shù)據(jù)通過(guò)計(jì)算機(jī)和分析軟件(或Excell)進(jìn)行分析處理,。

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技術(shù)指標(biāo)

1.傳感器:O2分析儀,燃料電池技術(shù),,使用壽命約2年,,燃料電池可更換;CO2分析儀,,無(wú)色散雙波長(zhǎng)紅外氣體分析儀,;水汽分析儀,鉑電極電容傳感器

2.測(cè)量范圍:O2,0 - 100%,;大氣壓,,30-110 kPa;CO2,,0 –5%,;水汽壓,0-100% RH(無(wú)凝結(jié)),,溫度0-100℃

3.精度:O2:2-100%讀數(shù)的0.1%,;CO2:0-5%讀數(shù)的1%,;H2O:0-95% RH讀數(shù)的1%,,95-100%優(yōu)于2%;溫度0.2℃

4.分辨率:O2: 0.001%,;CO2: 0.0001%-0.01%,;H2O: 0.001%RH

5.信號(hào)漂移:溫度恒定的情況下O2: <0.02%每小時(shí);CO2: <0.001%每小時(shí),;H2O: < 0.01%RH每小時(shí)

6.   CH4分析器(外置備選,,用于濕地等測(cè)量):雙波段非色散紅外技術(shù),量程0-10%,,精度優(yōu)于1%,,分辨率1 ppm/0.0001%,恒溫下漂移低于0.002%,,具LCD顯示屏和操作鍵,;

7.信號(hào)輸入:八個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電壓雙極模擬輸入,四個(gè)溫度輸入

8.模擬輸出:8個(gè)自定義

9.數(shù)字控制輸出:8TTL邏輯信號(hào)

10.數(shù)字輸出:RS-232轉(zhuǎn)USB,,Sablebus快速接口

11.內(nèi)置存儲(chǔ)器:SD存儲(chǔ)卡,,可達(dá)32GB

12.存儲(chǔ)時(shí)間間隔:0.1sec到1hr用戶自定義

13.氣流流量:10-1500mL/min

14.流量控制:微電子熱反饋系統(tǒng),氣流控制通過(guò)精密反饋環(huán)系統(tǒng)實(shí)際連接氣流泵和流量計(jì)(微電腦控制),,同時(shí)提供高精度針閥,;精度:讀數(shù)的2%

15.流量分辨率:0-99.9mL/min為0.1mL/min;100mL/min 以上為1mL/min

16.大氣壓測(cè)量范圍標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置為0~125kPa,,用戶可根據(jù)需要設(shè)置成75~125kPa或90~110kPa 精確度為1%,,分辨率1Pa,

17.觸摸屏操作,,可實(shí)時(shí)顯示儀器各參數(shù),,可同時(shí)顯示氧氣、二氧化碳,、水汽壓,、大氣壓、相對(duì)濕度、模擬輸入信號(hào),、儲(chǔ)存大小,、取樣情況、日期時(shí)間序列等數(shù)據(jù),。配備Windows版本軟件,,可在線顯示和分析數(shù)據(jù)

18.工作溫度:3-50℃,無(wú)冷凝

19.供電:12-15 VDC,,帶220V交流電適配器,;可選配鋰電池供電,方便野外操作,。

20.尺寸:35cm×30cm×15cm

21.重量:4kg

22.RM-8氣路轉(zhuǎn)換器(多通道系統(tǒng),,可選):8個(gè)氣路通道(包括一個(gè)Baseline通道)自動(dòng)切換或手動(dòng)切換均支持;可多臺(tái)組合成16通道或24通道,;反應(yīng)時(shí)間<50毫秒,;支持push或pull兩種氣流方向;支持stop ?ow?ow-through兩種氣路切換模式,;具備2行顯示LCD顯示屏,;供電12-15VDC,配交流電適配器,;工作溫度:5-45℃,,無(wú)冷凝;重量3.6kg,;尺寸20.3cm×30.5cm×15.2cm,;

23.Soilbox土壤呼吸室:標(biāo)準(zhǔn)配置為鋁合金銀白色,內(nèi)徑20cm,,高20cm,,低溫室效應(yīng)

24.熱敏電阻傳感器(備選)用于測(cè)量土壤溫度值和空氣溫度:測(cè)量范圍-5-60℃,分辨率0.001℃,,絕對(duì)精確度0.2℃,,BNC連接,探頭直徑2.5mm,;

25.土壤水分傳感器(備選),,測(cè)量范圍0~1田間持水量,精度3%,,分辨率0.1%

26.可選配軍工級(jí)防水防塵抗震蕩野外筆記本電腦(帶GPS),,用于野外系統(tǒng)設(shè)置、數(shù)據(jù)瀏覽下載和分析等

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