EMS81多通道樹木生長及莖流測量系統

EMS81多通道樹木連續生長及莖流測量系統

一、系統簡介

EMS81系統由數據采集器、SF81莖流傳感器及不銹鋼加熱電熱片等組成，用于直徑12cm以上的樹干莖流測量，同步監測樹干的連續生長變化。EMS81可以作為一個測量單元單獨工作，監測一棵樹木的莖流和莖干生長；選配多個EMS81測量單元可以組成網絡系統，同時監測多棵樹木的莖流和樹干生長，整個網絡系統可以統一供電，也可以每個EMS81測量單元單獨供電。

對于大徑級樹木、不規則的樹干、土壤水分不均一的林分如斜坡上的樹干等，建議選配2個EMS81測量單元，安裝在相對的位置上（如陽面和陰面），測得的平均值作為樹干的莖流值。

二、工作原理

樹木莖流測量根據熱平衡原理THB (Tissue heat balance) ，對樹干內部木質部直接加熱，利用電熱片間流經木質部的電流加熱樹木木質部組織，電極片溫度由插針式溫度傳感器監測，熱量需求與莖流量成比例，發熱量（mW）通過軟件換算成莖流值。熱平衡原理可描述為：輸入熱量等于散失的傳導熱與莖流溫度的升高，用公式表示如下：

P = Q·dT·cw + dT·z

公式中P為輸入熱量（W），Q為莖流速度（Kg/秒），dT為測量點溫度差（K），cw為水的比熱（J.kg-1.K-1），z為測量點傳導熱喪失系數（W.K-1）。THB法不需要任何校準，測量的莖流為kg/hr，適于直徑12cm以上的樹木莖流觀測。

三、組成及分類

1、EMS81 生長及莖流測量系統---Microset 8X 數據采集器、SF81莖流傳感器、DRL26E莖稈連續生長傳感器（65mm）、不銹鋼電熱片、防護罩、安裝工具、防水機箱。

2、EMS81 小莖干網絡莖流測量系統---SF8X 數據采集器、N2N網絡傳出模塊、SF81莖流傳感器、防護罩、不銹鋼電熱片、安裝工具、防水機箱。

四、特色及優勢

• THB加熱技術，3+1電熱片直接加熱，精度、穩定性、分辨率、能耗表現佳
• EMS81測量單元即可單獨工作，也可組網監測不同距離及林分
• 安裝樹木直徑≥12cm
• 數據可存儲1年（10min采集間隔）
• 紅外數據下載，簡便易用
• 系統軟件可設置數采、下載和顯示數據圖表及統計分析數據

五、技術參數

SF81莖流傳感器

測量范圍：0~0.25 kg/h/cm

電熱片：25mm*1mm*60/70/80mm，對應25mm、35mm和45mm木質部深度

電熱片間距：20mm

溫度傳感器：熱電偶，3+1插針式，恒定溫差1K、2K或3K可預設置

電熱片：3個電熱片（有絕緣端）傳導電流至木質部，給電片周邊的木質部加熱，加熱電流40－200Am；1個電熱片為參考電熱片（沒有絕緣端），安裝在加熱電熱片下端100mm處

能耗：平均能耗0.3～0.4W@dT=1K，*大4W

測量值：三個電熱片測量值的平均值

Microset 8X 數據采集器

1）供電：額定電壓12VDC，*大加熱功率4W

2）平均工作效率：＞90%

3）負載電阻范圍：200Ω~25000Ω

4）加熱電壓：1kHz頻率，非正弦，*大150 Vef @25 kΩ

5）平均電流消耗：20~50mA

6）預設溫度控制：1K、2K或3K

7）工作電壓范圍：7~16V

8）數據存儲：固態存儲，120000條數據，每10min采集一次莖流和樹干連續生長，能存儲1年

9）內置時鐘，通過軟件下載和瀏覽帶時間戳的數據圖表

10）內部備份電池：壽命10年

11）USB/IrDA紅外數據下載，通過USB與計算機相聯

12）工作溫度：−20°C~50°C

13）規格：0.5kg，160mm*80mm*60mm

14) 數據分析軟件，可直接給出每小時每單位周長樹干的莖流量（kg），可進行數據下載、數據在線觀測、柱狀圖、數據修復、統計分析（如每小時平均、每日平均、總計、*小值、*大值、數據相關分析、回歸分析）與圖表展示及系統設置等

產地  捷克