EMS81多通道树木连续生长及茎流测量系统

一、系统简介

EMS81系统由数据采集器、SF81茎流传感器及不锈钢加热电热片等组成，用于直径12cm以上的树干茎流测量，同步监测树干的连续生长变化。EMS81可以作为一个测量单元单独工作，监测一棵树木的茎流和茎干生长；选配多个EMS81测量单元可以组成网络系统，同时监测多棵树木的茎流和树干生长，整个网络系统可以统一供电，也可以每个EMS81测量单元单独供电。

对于大径级树木、不规则的树干、土壤水分不均一的林分如斜坡上的树干等，建议选配2个EMS81测量单元，安装在相对的位置上（如阳面和阴面），测得的平均值作为树干的茎流值。

二、工作原理

树木茎流测量根据热平衡原理THB (Tissue heat balance) ，对树干内部木质部直接加热，利用电热片间流经木质部的电流加热树木木质部组织，电极片温度由插针式温度传感器监测，热量需求与茎流量成比例，发热量（mW）通过软件换算成茎流值。热平衡原理可描述为：输入热量等于散失的传导热与茎流温度的升高，用公式表示如下：

P = Q·dT·cw + dT·z

公式中P为输入热量（W），Q为茎流速度（Kg/秒），dT为测量点温度差（K），cw为水的比热（J.kg-1.K-1），z为测量点传导热丧失系数（W.K-1）。THB法不需要任何校准，测量的茎流为kg/hr，适于直径12cm以上的树木茎流观测。

三、组成及分类

1、EMS81 生长及茎流测量系统---Microset 8X 数据采集器、SF81茎流传感器、DRL26E茎秆连续生长传感器（65mm）、不锈钢电热片、防护罩、安装工具、防水机箱。

2、EMS81 小茎干网络茎流测量系统---SF8X 数据采集器、N2N网络传出模块、SF81茎流传感器、防护罩、不锈钢电热片、安装工具、防水机箱。

四、特色及优势

• THB加热技术，3+1电热片直接加热，精度、稳定性、分辨率、能耗表现佳
• EMS81测量单元即可单独工作，也可组网监测不同距离及林分
• 安装树木直径≥12cm
• 数据可存储1年（10min采集间隔）
• 红外数据下载，简便易用
• 系统软件可设置数采、下载和显示数据图表及统计分析数据

五、技术参数

SF81茎流传感器

测量范围：0~0.25 kg/h/cm

电热片：25mm*1mm*60/70/80mm，对应25mm、35mm和45mm木质部深度

电热片间距：20mm

温度传感器：热电偶，3+1插针式，恒定温差1K、2K或3K可预设置

电热片：3个电热片（有绝缘端）传导电流至木质部，给电片周边的木质部加热，加热电流40－200Am；1个电热片为参考电热片（没有绝缘端），安装在加热电热片下端100mm处

能耗：平均能耗0.3～0.4W@dT=1K，*大4W

测量值：三个电热片测量值的平均值

Microset 8X 数据采集器

1）供电：额定电压12VDC，*大加热功率4W

2）平均工作效率：＞90%

3）负载电阻范围：200Ω~25000Ω

4）加热电压：1kHz频率，非正弦，*大150 Vef @25 kΩ

5）平均电流消耗：20~50mA

6）预设温度控制：1K、2K或3K

7）工作电压范围：7~16V

8）数据存储：固态存储，120000条数据，每10min采集一次茎流和树干连续生长，能存储1年

9）内置时钟，通过软件下载和浏览带时间戳的数据图表

10）内部备份电池：寿命10年

11）USB/IrDA红外数据下载，通过USB与计算机相联

12）工作温度：−20°C~50°C

13）规格：0.5kg，160mm*80mm*60mm

14) 数据分析软件，可直接给出每小时每单位周长树干的茎流量（kg），可进行数据下载、数据在线观测、柱状图、数据修复、统计分析（如每小时平均、每日平均、总计、*小值、*大值、数据相关分析、回归分析）与图表展示及系统设置等

产地  捷克