ENVIdata-CT 红外群落冠层温度监测系统

ENVIdata-CT 红外群落冠层温度监测系统

一． 背景

在西欧,春天和初夏时的作物潜在蒸发蒸腾量一般均超过有效雨量。在此情况下,当根部周围作物有效水分耗尽,并且地下水位的毛细管上升作用不能补足潜在蒸发-蒸腾率所耗去的水分时,则蒸发-蒸腾量将下降。这将导致作物生长不良和产量下降。在此条件下,在蒸发-蒸腾量下降的同时,作物表面温度则上升。

ENVIdata-CT 红外群落冠层温度监测系统是我司应用户需求自主研发创新的集成系统，采用进口红外测温传感器及数据采集器。测量植物冠层、叶片表面温度数据，对研究作物生长因子有一定的指导作用。

 

二．系统工作原理及特点

工作原理：数据采集单元自动记录红外叶温传感器温度的数据。　SI-111是一个精密的红外温度计，可以连续的测量监测点温度状况。红外温度传感器提供一个非接触式测量，主要用于测量目标物体的表面温度，通过感知物体表面释放的红外线辐射实现测量。 

功能特点：

Ø                      系统自动实时旋转扫描区域叶面并记录温度。

Ø                      记录相关过程中的气象参数

Ø                      可选配各种环境因子传感器，如：空气温湿度、风速风向、气压、太阳辐射、土温和降雨量等。

Ø                      可选Envidata在线数据管理软件，用于远程GPRS传输数据，监控系统运行状态等。

三．数据参数 

红外叶温传感器是基于斯特藩-玻尔兹曼定律（Stefan-Boltzmann law）

特点：测量植物冠层、土壤、水面等温度

 

技术指标：

3.1  DT数据采集器：

模拟输入：2-6个单端通道（4个差分）

脉冲通道：8个

数字I/O口：4个

最大扫描速率：25Hz

处理器：采用18位A/D转换器,精度±0.025%

通讯：RS232、USB、以太网等

采样间隔：10ms至天，可自定义

 

3.2        ENVILog 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：24个，其中8个DI口、16个DO口 

计数通道：12个，8个 32位低速计数端口，最大计数速度10Hz；4个 32位高速计数输入，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。

报警：条件、延迟、动作等多种模式

采集频率：1s-1天 可设置

显示：2.54’OLED屏，8个按键可查看实时数据

状态指示灯：6个，包括采集状态、存储指示、警告显示和电源指示，内部电池充电指示和充满指示

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

供电：9-30v DC，

功耗@12Vdc：<1mA(待机)，100mA（运行)。

尺寸：202*136*77mm

重量：1Kg

工作条件：温度-45℃到+70℃，湿度0-85%RH不冷凝的

 

3.3 红外温度传感器：

测量范围：-40…80℃ 

精度：-20…+65℃, ±0.2℃  

        -40…+80℃  , ±0.5℃

工作温度：-55….+80℃  0…100% RH

可控制的旋转平台，用于监测不同方向的物体温度。 

 

四、支架

两种支架可供选择，三角支架（图一）和十字底座支架（图二）

建议根据场地条件选择：

1、       三角支架，整体比较大气、平稳，适合安装在平整的场地中，整体高度约2.3米；

2、       十字底座支架，占地范围更小，适宜安装在林地或有坡度的场地中。

 

图一：                                          图二：

                 

五． ENVIdata数据传输和管理平台（云平台）

该系统直接将数据传送到ENVIdata服务器上，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首家成功获得 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：

1）       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。

2）       用户只要能上网，既可浏览实时数据。

3）       中心服务器中文界面，便于操作和管理

4）       提供多参数、实时或历史数据曲线图

5）       系统提供多站点地图显示

用户选择时间段绘制数据变化曲线	历史数据浏览和下载

ENVIdata 数据服务平台已为国内的客户服务多年，系统稳定、可靠。

 

六、应用案例

河海大学南皮试验站ENVIdata-CT 红外群落冠层温度监测系统

 

2015年4月，我司完成了河海大学南皮试验站ENVIDATA-CT红外旋转测温系统安装调试，系统运行正常可靠，顺利通过验收。

数据图表是八个扫描区域内页面温度变化情况，可以看出在日照强烈的时段，不同区域同一时间叶面温度的差异性。