一种农作物冠层地表通量多通道波文比远程采集仪的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种农作物冠层地表通量多通道波文比远程采集仪。
【背景技术】
[0002]地表通量是影响生态系统的非常重要的因子，然而，地表通量测量项目多，时间长，测量误差大是一个难以克服的问题。针对上述问题，介绍一种新近研制的测量地表通量的仪器一多通道波文比观测仪。该观测仪能够实现地表通量要素的同步多通道观测，减少测量过程由于人为因素造成的误差，而且可以应用于电源供应困难的偏僻地区。
[0003]目前广泛应用于地表通量研究的仪器有波文比仪、涡度相关仪和闪烁通量仪。计算模型主要有波文比法(波文比能量平衡法)、涡度相关法、空气动力学法等。波文比法跟其他方法相比，其最大的优点是物理概念明确，计算方法简单，要求测定的项目少，通常情况下测量精度较高，常可作为检验其他蒸散计算方法的判别标准；同时它能够测定较小时段内的蒸散量，是分析蒸散随时间变化规律的可行方法之一；也可以分析蒸散量与太阳净辐射的关系，揭示不同地带蒸散特点及主要影响蒸散作用的因子。在国内，对波文比的研究主要开始于20世纪80年代后期。目前众多学者利用波文比仪进行了各方面的研究。虽然人们频繁应用波文比法，但是国内的波文比仪并不多见，目前应用的有国产换位式波文比观测仪、台湾产波文比系统和美国COM PB ELL公司生产的波文比系统等。为了给研究地表通量的学者提供良好的科研工具，因此研制出一种农作物冠层地表通量多通道波文比远程采集仪。对生态学、环境科学及地球表层系统科学的发展有重大意义。
【发明内容】
[0004]基于上述，本发明的目的在于提供一种农作物冠层地表通量多通道波文比远程采集仪。
[0005]本发明的技术方案是:
[0006]一种农作物冠层地表通量多通道波文比远程采集仪，是由三角塔架、法兰盘、横杆固定卡、横杆支架、太阳能电池板、塔基座、地锚钢钎、钢丝绳、钢丝花篮和信号天线、热通量传感器、土壤温度传感器、上下辐射传感器、干湿温湿度传感器、风速传感器、风向传感器、GPRS远程、太阳能充电电路、12V2A锂电池、多通道数据储存采集仪、远程网络计算机组成。三角塔架每节对应用法兰盘用螺丝拧紧安装在塔基座上，三角塔架上钢丝绳通过钢丝花篮与地锚钢钎拉紧固定。在三角塔架上架设横杆固定卡、横杆支架、太阳能电池板，在横杆支架上安装上下辐射传感器、干湿温湿度传感器、风速传感器、风向传感器、GPRS远程天线，地下埋入热通量传感器、土壤温度传感器通过导线分别与多通道数据储存采集仪连接，置于地表上采样箱内装有信号接收天线、GPRS远程，太阳能充电电路，12V2A锂电池和多通道数据储存采集仪，GPRS远程内装入手机数据卡并连接锂电池，采样箱的顶部设有信号天线接收塔顶安装的信号天线传输手机信号，数据通过网络由多通道数据储存采集仪采集，并由远程网络计算机下载数据。
[0007]本发明的优点是:
[0008]1、本发明小三角塔架采用圆形钢管材料制成多节组装而成，每节长度I米，根据实验要求可以增加节数，传感器横杆固定且调整高度方便，传感器支架都是采用标准件可以互换，塔架和传感器安装容易，塔直径细对传感器影响很小，保证了农作物冠层地表通量多通道波文比远程采集仪数据采集的准确性。
[0009]2、本发明设置的多通道数据储存采集仪可以设置连接多种传感器和GPRS远程仪器操作数据采集，对农田、森林、草原和戈壁沙漠群落小气候通量进行长期监测，积累数据，分析评估，为生态学、环境科学及地球表层系统科学的发展提供可靠的依据，是野外进行农作物冠层地表通量多通道波文比远程采集测定科学试验的理想仪器。
[0010]3、本发明结构简单，操作方便，易安装，是野外进行农作物冠层地表通量多通道波文比远程采集测定科学试验的理想仪器。
【附图说明】
[0011]图1是本发明结构示意图。
【具体实施方式】
[0012]如图1所示，一种农作物冠层地表通量多通道波文比远程采集仪，是由三角塔架1、法兰盘2、横杆固定卡3、横杆支架4、太阳能电池板5、塔基座6、地锚钢钎14、钢丝绳15、钢丝花篮I)和信号天线7、热通量传感器8、土壤温度传感器9、上下辐射传感器10、干湿温湿度传感器11、风速传感器12、风向传感器13、GPRS远程17、太阳能电池板18U2V2A锂电池19、多路数据采集仪20、远程网络计算机22组成。三角塔架I用直径20毫米钢管焊接成长度I米直角边100毫米的直角三角塔架，每节对应用法兰盘2用螺丝拧紧安装在塔基座6上，三角塔架I上钢丝绳15通过钢丝花篮16将地锚钢钎14拉紧固定。三角塔架I上按每隔2m架设横杆固定卡3,横杆固定卡3固定横杆支架4和太阳能电池板5。在横杆支架4上安装上下辐射传感器10、干湿温湿度传感器11、风速传感器12和风向传感器13，塔顶置有GPRS远程天线7，塔基座6地下1.5m处埋入深度热通量传感器8和土壤温度传感器9。热通量传感器8和土壤温度传感器9通过导线分别与多通道数据储存采集仪20连接，在塔基座6上，置于地表上采样箱23内装有GPRS远程17，太阳能充电电路18，12V2A锂电池19和多通道数据储存采集仪20。GPRS远程17内装入手机数据卡并连接锂电池19，采样箱23的顶部设有GPRS远程信号接收天线24接收塔顶安装的GPRS远程天线7传输手机信号21，多通道数据储存采集仪20采集的数据通过网络由远程网络计算机22下载数据，处理分析。
[0013]多通道数据储存采集仪20通过导线分别与太阳能充电电路18和热通量传感器8，土壤温度传感器9，上下辐射传感器10，干湿温湿度传感器11，风速传感器12，风向传感器13连接，由热通量传感器8，土壤温度传感器9，上下辐射传感器10，干湿温湿度传感器11，风速传感器12，风向传感器13和塔顶安装的信号天线7发送的信息，信号接收天线24接收信息，通过GPRS远程17数据传输系统为输送采样箱23内多通道数据储存采集仪20输送信息，多通道数据储存采集仪20以平均60次/H的采样频率进行通量的采集，对农田农作物冠层、森林内、草原上和戈壁沙漠群落中土壤温度、土壤热通量和地上风速风向、上下太阳辐射、空气温湿度梯度小气候变化进行连续测定。每次采样数据由多通道数据储存采集仪20储存到卡内，等到用GPRS远程17下载完数据后，由远程网络计算机22对数据进行及时处理分析。
[0014]太阳能充电电路18为12V2A锂电池19充电，多通道数据储存采集仪20由12V2A锂电池19供给能量。
【主权项】
1.一种农作物冠层地表通量多通道波文比远程采集仪，是由三角塔架(I)、法兰盘(2)、横杆固定卡(3)、横杆支架(4)、太阳能电池板(5)、塔基座(6)、地锚钢钎(14)、钢丝绳(15)、钢丝花篮(16)和信号天线(7)、热通量传感器(8)、土壤温度传感器(9)、上下辐射传感器(10)、干湿温湿度传感器(11)、风速传感器(12)、风向传感器(13)、GPRS远程(17)、太阳能充电电路(18)、12V2A锂电池(19)、多通道数据储存采集仪(20)、远程网络计算机(22)组成，三角塔架(I)每节对应用法兰盘(2)用螺丝拧紧安装在塔基座(6 )上，三角塔架(I)上钢丝绳(15)通过钢丝花篮(16)与地锚钢钎(14)拉紧固定，其特征是三角塔架(I)上架设横杆固定卡(3)、横杆支架(4)、太阳能电池板(5),在横杆支架(4)上安装上下福射传感器(10)、干湿温湿度传感器(11)、风速传感器(12 )、风向传感器(13 )、GPRS远程天线(7 )，采样11(23)置有信号接收天线(24)、GPRS远程(17)，太阳能充电电路(18)，12V2A锂电池(19)和多通道数据储存采集仪(20 )，地下埋入热通量传感器(8 )和土壤温度传感器(9 )通过导线分别与多通道数据储存采集仪(20)连接，GPRS远程(17)内装入手机数据卡连接锂电池(19)，数据通过网络由多通道数据储存采集仪(20)采集，并由远程网络计算机(22)下载数据。
【专利摘要】本发明涉及一种农作物冠层地表通量多通道波文比远程采集仪。其特征是三角塔架上按不同高度架设横杆固定卡、横杆支架、太阳能电池板，在横杆支架上安装上下辐射传感器、干湿温湿度传感器、风速传感器、风向传感器、GPRS远程天线，地下埋入、热通量传感器、土壤温度传感器通过导线分别与采集控制器主机连接。GPRS远程内装入手机数据卡、连接锂电池和塔顶的GPRS远程天线连通，数据通过网络在室内远程网络计算机可以操作多路数据采集仪计算机下载数据。本发明结构简单，塔架安装操作方便，易携带，对农田、森林、草原和戈壁沙漠群落小气候通量进行长期监测，积累数据，分析评估，为生态学、环境科学及地球表层系统科学的发展提供可靠的依据。
【IPC分类】G01W1/02
【公开号】CN104950350
【申请号】CN201410116798
【发明人】赵爱国, 冯起, 刘蔚, 张小由, 司建华, 赵晶, 李宏
【申请人】中国科学院寒区旱区环境与工程研究所
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2014年3月27日