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CO2-FACE增强方案
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北京华益瑞科技有限公司自 2007 年以来一直从事生态气象、空气质量、水文水质、物候及植被指数、土壤监测、风沙监测、遥感观测、工业与新能源等领域的方案咨询、系统集成、产品研发、售后安装及技术培训等。向广大客户提供系统的完整解决方案以及技术服务的专业化企业。
工作地点设有：北京总部，西安技术服务中心，大连办事处，长沙办事处。目前公司经营职能部门比较齐全：设有：销售部、市场部、研发部、售前部、采购部、生产加工部、测试部、技术野外安装部、运维保障部、仓储物流部、项目实施中心、财务部、外贸部、行政人力部等。
我公司目前代理世界生态气象及环境观测行业生产厂商的前沿科技产品，如：美国 Campbell、美国 Stardot、美国Stevenswater、美国 Spectrum、美国 Apogee、 荷兰 Kipp&Zonen、荷兰 Hukseflux、 英国 Gill、奥地利 Sommer、 挪威 Geonor、德国 Lufft 等。并拥有自主研发产品（采集器、气象类、土壤类等）。
我公司总员工人数80余人，拥有一支成熟有经验的技术团队。15年以上系统集成经验的技术工程师，熟悉使用各种数据采集器及各种传感器。对设备的特性与用户的需求有深刻的理解，可以非常贴近客户的需求设计他们所需要的系统。具有监测维护各种观测仪器的丰富经验，对许多研究机构和使用单位进行过多次系统的培训，我们始终强调对系统的稳定设计，为用户提供准确的数据，方便的操作维护。
我们先后为中国生态系统研究网络（CERN），中国森林生态系统定位研究网络(CFERN)和科技部 973/985 项目提供了先进的野外观测设备及售后技术服务，参与了中国通量网 China Flux 项目的建设，同时与以下单位保持密切的合作：中国科学院、中国林科院、中国农科院、中国气象局、国家海洋局、清华大学、同济大学等国家重点高校及其他研究所等。
自 2002 年以来开始建设 Chinaflux 网络的 8 个通量站（长白山站，千烟洲站，禹城站，鼎湖山站，海北高原草甸站，锡林浩特草原站，西双版纳站，拉萨当雄站）以来，到 2018 年年底为止，我公司累计总共参与建设了 200 套以上的涡动协方差观测系统；我们为中国生态系统研究网络（CERN）分别于 2013 年第一期和 2016 年第二期土壤温湿盐自动观测系统项目总计提供了 267 套自动观测设备。
我们的专长在于创造性地将相关领域的仪器设备与客户在野外的观测需求结合起来，为其提供合理解决方案。我们向客户提供现场安装、技术培训、日常运维等便捷的一站式服务，在过去些年中，我们在不同的监测领域积累了大量经验和技术，使得我们不仅在产品供应方面有强大的优势，而且在技术设计、支持和维护方面也可以提供高水平的服务，包括从初设、最终设计到安装调试。我们的专长在于创造性地将我们的核心仪器与实际中的自动观测起来，为用户实现合理化的配置。向客户提供现场安装、培训、调试、维护等满意的一站式服务。
这已成为我公司标准的业务服务模式，并得到了广大客户的认可。我们为从事科学研究的人群提供精准的仪器设备，并为他们提供技术服务。
我们始终坚信人才是企业发展的动力，在一群志同道合的年轻人共同努力下，我们定会为生态环境保护和国家的基础科学研究工作尽我们的一份力量。我们全体华益瑞人坚持“精准可靠，超越自我”，力争为广大科研人员提供更好的观测项目解决方案。
详细信息
一、概述
为预测和应对大气组成变化的后果，科学界作了长期的努力。上世纪80年代前，大量的研究在温室、培养箱或开顶式气箱中进行。由于相应的试验条件如温度、风速、湿度、降雨等因素与自然条件相去甚远，特别是系统中植物与昆虫、病源的隔离，从这种模拟环境中所取得的研究结果预测大气组成和气候变化对生态系统的影响，具有较多的不确定性。鉴于此，研制开发在自由空气条件下的升高大气某个特定组分和（或者）温度的实验平台系统，以在尽可能接近自然生态环境的条件下，研究生态系统对变化的响应和适应是非常必要的。
北京华益瑞科技有限公司设计的开放体系中调控CO2组分浓度和温度的自动调控系统，即“二氧化碳及温度FACE (Free Air gas Concentration Enrichment)”系统平台。该系统在野外的目标区域没有任何隔离设施，气体可以自由流通，区域内通风、光照、温度、湿度等条件十分接近自然生态环境。该系统平台能在比较宽的风速范围内（超过国际上同类系统）满足较大区域内对目标气体浓度的控制精度要求（超过国际上同类系统）。拥有自主知识产权的控制软件，包括系统控制、数据采集控制和分析处理软件包，远程监控和数据管理，为研究生态系统对大气中CO2浓度和温度变化响应提供理想手段，使我国FACE平台技术*于国际。
二、方案介绍与性能指标
在较大区域内改变和调控自由空气中的特定气体成分，是一项挑战性很强的技术研究工作。世界上有多个优良团队，正在研究在开放体系增加空气中CO2、O3等多个组分浓度以及改变温度、降水等因子的自动控制技术。世界上过去和正在运行的FACE系统基本上是旱地系统，如美国研制的系统设计目标为试验区域的浓度比大气中高50%，但实际达到的指标是平均高20%(Schroeder,2006)。由于这种平台技术的缺陷，影响到相关研究结果的学术和应用价值。
远程控制计算机管理整个平台的运行，设置布气实验时间、气象条件等，可进行CO2浓度/温度设置值或者增强比例/幅度设定，控制样地数据采集器获得对照样地数据采集器的参考数据，对控制量进行运算，通过各种控制器、质量流量计、调压器等进行实施，再通过控制样地内的传感器、分析仪对样地内的温度、气体浓度进行测量，实现反馈、闭环控制。
增温性能： 增温幅度：0.25~4℃ 调节分辨率：0.01℃ 调节相对精度：0.05℃ 调节稳定度：0.1℃@风速不大于2m/s 0.2℃@风速不大于5m/s
| CO2浓度增强样地性能： CO2浓度增强幅度：10~1000ppmv 有效调节分辨率：3ppmv 调节精度：总浓度的1.5%+5ppmv 调节稳定度： 5ppmv@风速不大于2m/s 10ppmv@风速不大于5m/s |
平台结构系统框图如下：
本系统的控制核心部件使用CampbellScientific,Inc的数据采集器，比较国际上的FACE系统，有的采用了Campbll的数据采集器，有的使用PLC来控制。有的使用了电脑控制相比之下，使用采集器有如下优点。
CO2增强PID自动计算控制调节，PID方程 比例微积分方程（PID方程）是过程控制中常用的方法，其框图如下：
采样进气口防水汽凝结方案，防灰尘过滤
CO2进气组件（pn 27693）包括用于设定流量的孔口，去除大气灰尘的过滤器和雨水分配器，这样可以允许环境空气自由采用而不会降低能量进入。雨水分流器被加热以防止冷凝。进气组件包括一个平衡室以抑制CO2和H2O的环境浓度的波动。
三、软件平台与移动监控
1、电脑监控界面
O3-FACE监控控制回路显示，下图为生态环境研究中心的FACE实验监控界面。
O3-FACE监控控制回路显示，下图为臭氧制作销毁控制系统监控界面，为了是O3的增强不破坏大自然和周边环境，本系统采用了臭氧销毁装置。
2、 手机APP应用监控
查看数据以及曲线（Android以及ios版本）
（一） 直接点击手机App:Linker，则直接进入显示所有在线圈名称的界面，如下图所示：
该界面显示所有在线的圈地名称，可对圈地名称进行修改以及添加新名称的操作。也可直接输入圈地编号直接点击查找。
