一、综述
1.可实现的功能满足:实时数据采集流域内CH4通量、CO2通量、H2O通量、动量通量、摩擦风速、感热通量、潜热通量等,并对数据存储、在线处理、传输、离线处理、显示,分析其时空分布特征和变化规律,为流域碳水资源管理提供科学依据。
2.可实现的目标满足:实现自动化的野外监测和数据处理,对流域水汽通量的高精度、高频率监测,获取更准确、更详细的水汽通量数据,为碳水资源研究提供可靠的数据支持,为碳水资源的科学管理和调度提供实时信息,进一步优化碳水资源管理,提升流域综合管理水平。
3.设备配置清单:
一体式开路水汽分析仪 1套
CH4分析仪 1套
数据采集器 1台
大气压力传感器 1台
空气温湿度传感器 1套
净辐射传感器 1台
土壤热通量板 2台
雨量传感器 1台
土壤多参数传感器 4台
光合有效辐射传感器 1台
供电系统 2套
系统附件 1套
数据采集传输处理系统 1套
二、技术参数要求:
1、一体式开路水汽分析仪
三维超声与水汽分析仪为一体式设计,可严格保证数据信号同步。
1.1三维超声风速仪
输出:Ux、Uy、U z、C(Ux、Uy、Uz是参照于风速仪的坐标轴的风分量,C是声速)
偏移误差:Ux、Uy:<±8.0cms-1;Uz:<±4.0cms-1
全量程:±65.535 ms-1
1.2 CO2/H2O气体分析仪
运行功率:6W(25℃,稳态及启动时)
基础测定速率:60HZ
输出频宽:5,10,12.5,20,25,可编程
输出通讯规格:SDM,RS-485,USB,模拟
输出:水汽浓度,CO2浓度
CO2性能:零点温度漂移(最大): ±0.55 mg/m3/℃(±0.3 μmol/mol/℃);增益温度漂移(最大):读数的±0.1%/℃;精确度RMS(最大):0.2 mg/m3 (0.15µmol/mol)
H2O性能:零点温度漂移(最大): ±0.037 g/ m3/℃(±0.05 mmol/mol/℃);增益温度漂移(最大): 读数的±0.3%/℃;精确度RMS(最大):0.004 g/m3 (0.006 mmol/mol)
2、CH4分析仪
分辨率(RMS噪音):5 ppb @ 10 Hz,2000 ppb CH4
测量范围:0~25 μmol/mol @ -25℃, 0~40 μmol/mol @ 25℃
线性度:<读数的1%
工作环境:50 ~ 110 kPa,-25~50℃
耗电量:8 W(测量期间), 16 W(清洁期间)
配套镜面自动清洁器
3、数据采集器
整套系统的数据采集器、一体式开路水汽分析仪由同一厂家美国Campbell公司生产,保证其信号数据同步。
模数转换器:24位
工作温度范围:-40~70℃
最大扫描速率:1000Hz
模拟输入: 12 个单端或 6 个差分
脉冲计数器:16
数据存储: 4 MB存储空间并配备16G外部数据存储2张
实时时钟精度:每年 ±3 分钟
具有自定义编程功能,内置在线全修正通量计算程序
4、大气压力传感器:量程:500~1100hPa;总精度:±0.3hPa @20℃
5、空气温湿度传感器:温度量程:80℃~60℃;温度精度(模拟电压输出):±(0.226-0.0028×温度范围)℃ (-80℃~20℃);±(0.055+0.0057×温度范围)℃ (20℃~60℃)(采用RS-485信号输出时,精度优于模拟电压);相对湿度精度:±(1.2+0.012×读数)%RH(-40~ -20℃,40℃~60℃),±(1.0+0.008×读数)%RH(-20℃~40℃)
6、净辐射传感器:非线性误差:<1%;温度依赖灵敏度:-0.1%/℃;10μV/W/m2
7、土壤热通量板:量程:-2000~2000W/m+;传感器内阻:0.00625km2/W;精度:-15%~+5%(土壤内持续12小时)
8、雨量传感器:精度:±1%(≤10mm/hr);每斗雨量:0.1mm
9、土壤多参数传感器:
介电常数测量范围:0-100, 分辨率:0.1精度:±2
体积含水量测量范围:0-100% VWC分辨率:0.1% VWC精度:±2%
温度测量范围:-40-+60℃分辨率:0.1℃;精度(+5-+35℃):±0.25℃
体积电导率测量范围:0-6000μS/cm分辨率:1μS/cm;精度(0–1000 uS/cm):±25μS/cm
10、光合有效辐射传感器:光谱范围:400 ~700 nm;线性度: 1%(0〜10000μmol s-1 m-2);温度依赖性: 0.15 %/℃
11、供电系统:配备充电控制器、可充电胶体电池(含箱)、太阳能板等整套供电系统,满足设备至少14天阴雨天连续运行;
12、 系统附件:包含野外安装使用的全部附件,包括安装主塔、线缆(含防护)、无线传输、涡动系统及辐射支架、防水机箱(IP66)、防雷设备及相关附件等
13、数据采集传输处理系统
13.1 数据格式:符合国家气象局提交数据格式;软件与国家气象局网络平台相兼容,支持数据自动采集并形成气象局报表格式。
13.2通讯系统:基于通讯协议开发数据采集引擎,具有数据采集日志记录;通信系统具有断点续传的功能,可将已经接收到但未入库及未成功向上传输的数据自动补传;对于不支持远程传输的设备,具备手动上传的功能,通信系统可将人工采集回来的数据自动入库;能保留系统原有的通信协议理解差异兼容及纠正功能。
13.3 数据入库系统:与通信系统连接获取现场端数据并高效解释写入至数据库功能;能实时检测现场端传输系统网络在线状态;能明码显示现场端传送的数据包,便于快速查找通信传输包故障点;具有数据备份和恢复的功能;基础数据管理系统。
13.4数据在线监控系统
13.4.1在线监控系统为该项目核心子系统,除了基本的监控对象数据交换、数据浏览之外要求满足如下功能:1).质量控制和数据有效性审核,包括根据审核规则,数据标记、运维记录等信息分析数据有效性功能,对异常数据进行数据修正、数据导入功能,对无效数据进行标记、删除等功能;2).具备对某一对象类型数据全局概览功能,例如区域所有站点温度的等值线,所有风向的风向标;3).各类数据导入导出功能;4).按站点区域数据对比分析等功能。
13.4.2系统可在电子幕墙、投影、计算机终端等实时显示通量、气象、环境数据,同步显示1:10000的数字地图,并可通过网络GIS信息管理系统软件在地图上查询、检索、统计、分析监测数据。能够将流域水汽通量自动化在线监测系统直接集成到本数据采集传输系统。
无
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