土壤剖面CO2梯度监测系统

1 背景

土壤呼吸是陆地生态系统的主要碳源，土壤碳库细微的变化都将对大气CO₂浓度造成重大影响，因此研究土壤碳动态及其CO₂排放对于预测大气CO₂浓度变化成为迫切的重要课题。近几年国外进行了一系列创造性技术方法研究，ENVIdata-SC 土壤剖面CO₂梯度监测系统即是根据上述研究而研发集成的原位CO₂持续监测集成系统。

2 系统工作原理及特点

ENVIdata-SC土壤剖面CO₂梯度监测系统由数据采集器、CO₂梯度传感器组成。按用户设定的测量间隔定时、自动测量CO₂梯度参数。

该系统通过Internet传输数据，用户无需到测点下载数据，只要能上网，可随时查看系统运行情况、下载最新和历史数据。

3 传感器

3.1 CO₂梯度传感器

由采气矛、气泵、CO₂传感器组成

采气矛提取土壤中的气体并通过气泵和管道输送到传感器，这种气体是通过疏水性聚合物多孔气体拟定的。因此，不受土壤基质、污染物和水的干扰。

采集点到数采最远距离可达2米

测量范围：0 … 10000 ppm可选

3.2 探头式土壤水分、温度、盐分传感器

基于TDR（Time domain Reflectometry with Intelligent MicroElements）时域反射技术的TRIME传感器可方便、非扰动原位持续测量土壤剖面水分、温度、电导率，

4、ENVIdata数据传输和管理

该系统直接将数据传送到中国生态数据网上，通过对监测的生态环境因子的时序变化和相关性分析，确定监测对象的状态发展。

ENVIdata 服务器软件既可以作为独立的应用软件，运行在用户的服务器上；也可以运行在澳作公司安全的服务器上，为多个用户提供数据接收服务，同时帮助用户监控野外测点硬件系统的运行状态。

澳作公司ENVIdata系列生态环境监测系统是业内成功获得 ISO9001国际质量体系认证，于2010年获得 ISO9001 质量认证书，至今全部通过专家的年度复核，确保系统集成的品质，用户采用用户名和密码登陆，只要能上网，就能浏览实时和历史数据。

特点：

生态环境信息以各种时间间隔 （分钟、每小时、每天）发送到网站上。

用户只要能上网，既可浏览实时数据、历史数据。

中心服务器中文界面，便于操作和管理

提供多参数、实时或历史数据曲线图

系统提供多站点地图显示

ENVIdata 数据服务平台已为国内的客户服务多年，系统稳定、可靠

6  技术指标

数据采集器：

CPU：32位处理器FPU，180MHz

模拟通道：8个模拟输入通道，可定制扩展到100个

数字通道：8个DI口、16个DO口

计数通道：8个低速计数端口，32位，最大计数速度10Hz；4个高速计数输入，32位，最大计数速度：100KHz

串行通道：4个SDI-12总线端口、1个RS232端口（可定制扩展）、2个RS485端口（定制可扩展）

计算通道：使用变量和各种函数的表达式对模拟通道、数字通讯和串行传感器通道的数值进行计算；函数包括有算术函数、三角函数、关系函数、逻辑函数和统计函数等。

内存：内置512MB（约1千万个数据）；可插拔U盘，最大支持32G容量

通讯：USB、以太网、RS232、RS485；支持U盘下载数据

无线功能：内置4G DTU模块，全网通，支持ENVIData云平台；内置WIFI模块

时钟精度：±5分钟/年

功耗@12Vdc：<1mA(待机)，100mA（运行）Ø

2个RS232串口, 支持USB扩展；1 个10/100 Mbps以太网端口；2个USB端口；4个0-2Vdc 

报警：条件：高、低范围内和范围外；延迟：可选择报警延迟时间；动作：设置数字输出，传输报警信息，执行设定任务。

CO₂传感器原理：非色散单束双波长红外技术（NDIR）

量程范围：0-2000 ppm、0-5000 ppm、0-10000 ppm可选

精度：＜读数的1%

分辨率：1ppm（0-2000 ppm）、1ppm（0-5000 ppm）、10ppm（0-10000 ppm）

AIM-TDR 土壤水分、温度、盐分传感器测量参数：土壤水分、电导率

土壤水分测量范围：0-100%体积含水量；测量精度：≤ ±1%（0-40%），±2%（40-70%）

7 产地：中国