在農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中，從外界獲得的能量主要是凈輻射能用以支出消耗于農(nóng)田蒸散、空氣熱交換、加熱土壤以及極少部分儲存為光合能。凈輻射能在系統(tǒng)內(nèi)部各項(xiàng)的分配比例及規(guī)律一直是現(xiàn)代農(nóng)田生態(tài)學(xué)、農(nóng)業(yè)氣象學(xué)和水文學(xué)等學(xué)科研究的熱點(diǎn)問題。
FR220 梯度氣象站
農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)處于近地面層，可分為土壤層和作物冠層，是維系于三相物質(zhì)能量循環(huán)轉(zhuǎn)換的界面活動帶。在農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中，從外界獲得的能量主要是凈輻射能用以支出消耗于農(nóng)田蒸散、空氣熱交換、加熱土壤以及極少部分儲存為光合能。凈輻射能在系統(tǒng)內(nèi)部各項(xiàng)的分配比例及規(guī)律一直是現(xiàn)代農(nóng)田生態(tài)學(xué)、農(nóng)業(yè)氣象學(xué)和水文學(xué)等學(xué)科研究的熱點(diǎn)問題。
一、系統(tǒng)特點(diǎn)：
4梯度氣象站與普通氣象站的區(qū)別，在于采用了傳感器自動換位的測量方式來測量微小的梯度差異，可以消除儀器的系統(tǒng)誤差，大大提高測量精度（波文比方法），空氣溫度測量精度達(dá)到±0.01℃（相對），空氣濕度達(dá)到±0.01%RH（相對）
4采集數(shù)據(jù)類型：空氣溫度梯度，空氣濕度梯度，CO2濃度梯度，風(fēng)速梯度，風(fēng)向，降雨量，太陽總輻射，凈輻射梯度，土壤熱通量，日照時數(shù)，氣壓，，蒸發(fā)，可擴(kuò)展土壤溫度，土壤水分。
4工作環(huán)境溫度范圍 -40～+50 ℃，可以擴(kuò)展到-50～+65 ℃
4太陽能供電方式，內(nèi)部蓄電池保證連續(xù)陰天20天的供電能力。
4自動采集存儲記錄；數(shù)據(jù)采集符合氣象業(yè)務(wù)規(guī)范
4實(shí)時傳輸并存儲數(shù)據(jù)
4全自動野外工作，不需要經(jīng)常維護(hù)。
4連接GPRS無線組網(wǎng)方式。
420-40 米鐵塔 （另外加工或用戶自備）
二、 系統(tǒng)配置
o 數(shù)據(jù)采集記錄器FR220
o 環(huán)境因子傳感器
o 野外機(jī)箱 FR7040
o 安裝支架
o 蓄電池 FR7030
o 太陽能板 FR6010
o 充電控制器 FR7010
o 交流變換器 220V/12V 2A
o 防雷單元
三、技術(shù)性能指標(biāo)
搖臂長度 2米
換位周期 1分鐘
換位動作時間 5秒
o 空氣溫度測量
l 測量范圍：-40℃ ～ 60℃
l 分辨率：0.01℃
l 精度：0.2℃
l 采樣周期：10S
o 空氣濕度測量
l 測量范圍：0 ～ *
l 分辨率：0.01%
l 精度：2%
l 采樣周期：10S
o 總輻射測量
l 測量范圍：0 ～ 2000w/m2
l 分辨率：1 w/m2
l 精度：3%
l 采樣周期：10S
o 凈輻射測量
l 測量范圍：-500 ～ +2000w/m2
l 分辨率：1 w/m2
l 精度：3%
l 采樣周期：10S
o 風(fēng)向測量
l 測量范圍：0 ～ 359°
l 分辨率：1°
l 精度：3°
l 采樣周期：1s
o 風(fēng)速測量
l 測量范圍：0 ～ 60m/s
l 分辨率：0.1m/s
l 精度：3%，
l 采樣周期：1s
o 雨量測量
l 測量范圍：0 ～ 4mm/min，
l 分辨率：0.1mm
l 精度：4%
l 采樣周期：60s
o 氣壓測量
l 測量范圍：650～1100.0hpa，
l 分辨率：0.1hpa
l 精度：1hpa
l 采樣周期：60s
3.1數(shù)據(jù)記錄器FR220
o 通道數(shù)量：可以接入各種總線型傳感器，zui多可以允許100個。
o 數(shù)據(jù)采樣處理，*按照*<地面氣象觀測規(guī)范>設(shè)計，數(shù)據(jù)符合*業(yè)務(wù)觀測要求。
o 記錄數(shù)據(jù)包括：各通道
瞬時值，平均值，zui大值，zui小值
o 傳感器接線形式：可插拔接線端子
o 傳感器類型：RS485總線，智能傳感器
o 記錄數(shù)據(jù)周期： 1分鐘～240分鐘
o 數(shù)據(jù)存儲量：8192組
按60分鐘記錄一次，可以連續(xù)存儲360天（近一年）的資料
o 數(shù)據(jù)輸出接口：RS-232與PC機(jī)或GPRS通訊模塊連接
2GB SD卡數(shù)據(jù)交換
USB 直接讀取SD卡的數(shù)據(jù)文件
o 供電方式：直流12V，Φ3.5mm電源插口，內(nèi)芯為正極
o 工作電流：待機(jī)時5mA，采樣記錄時50mA，平均工作電流15mA
傳感器激勵電流：zui大1000mA，自動關(guān)閉
o 工作環(huán)境：溫度-40℃～ 55℃；濕度 0 ～ *
特殊環(huán)境下，采取措施可以達(dá)到-50℃～ 65℃
3.2 土壤溫度水份傳感器FR3220
溫度測量：
o 測量原理：高精度熱敏電阻，10K 相當(dāng)于25℃
o 測量范圍：-50℃ ～ 85℃
o 分辨率：0.1℃
o 精度：±0.2℃
水份測量：
o 測量原理：基于頻域反射原理（FDR）
o 測量范圍：1～ 50%
o 分辨率：0.1%
o 精度：±2～3%，
o 探針尺寸：Φ3 X 60 4針
o 探頭封裝材料：316不銹鋼，殼體為硬質(zhì)PVC
o 探頭耐溫范圍：-40℃ ～ 80℃
o 電纜線長度：5米，zui長可以100米
3．3系統(tǒng)配置
系統(tǒng)可以根據(jù)用戶需求，靈活配置，典型配置如下：
o 數(shù)據(jù)采集記錄器FR220 1臺
o 環(huán)境因子傳感器，包括
風(fēng)速傳感器 FR3130 6個
CO2傳感器 2個
總輻射傳感器FR3041 2個
凈輻射傳感器 FR3043 2個
雨量傳感器 SL2N-1 2個
空氣溫度濕度傳感器 FR3313 4個
防輻射罩 FR7020 4套
土壤溫度水分傳感器 FR3322 4個
土壤熱通量傳感器FR3051 4個
o 換位搖臂 FR5010 2套
o 野外機(jī)箱 FR7040 2個
o 光纖電隔離器 FR110 1個
o 安裝支架 FR7050 2個
o 蓄電池 FR7030 2個
o 太陽能板 FR6010 2個
o 充電控制器 FR7010 2個
o 交流變換器 220V/12V 2A 1個
o 防雷單元 FR6063 1個
3．4其他配件
o 太陽能電池板：17.5V，30W，單晶硅，配4點(diǎn)固定支架。
o 蓄電池： 12V，36AH，全密封免維護(hù)儀器用鉛酸蓄電池，系統(tǒng)可以在連續(xù)陰雨天氣條件下工作20天。
o 充電控制器：具有溫度補(bǔ)償功能的全自動充電放電控制，充電輸入20V，3A，穩(wěn)壓輸出6V，500mA，可控輸出12V，2A。
o 野外機(jī)箱：使用標(biāo)準(zhǔn)的玻璃鋼機(jī)箱，具有耐腐蝕和保溫能力強(qiáng)等特點(diǎn)。
o 無線通訊單元:采用了功能強(qiáng)大的SIEMENS TC65 GSM通訊模塊，使用可靠的GPRS傳輸模式，靜態(tài)時的耗電僅相當(dāng)于同類產(chǎn)品的1/10，能有效延長系統(tǒng)在連續(xù)陰天時的待機(jī)能力，系統(tǒng)僅配12V，12AH的蓄電池，可以在連續(xù)陰雨天氣工作20天。
四、網(wǎng)絡(luò)化的中心站軟件
通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)，中心站軟件可以同時連接100臺野外站，及時接收實(shí)時數(shù)據(jù)，接收的數(shù)據(jù)保存在服務(wù)器SQL2000數(shù)據(jù)庫中，并能夠方便的進(jìn)行數(shù)據(jù)的各種統(tǒng)計處理；在局域網(wǎng)內(nèi)的其他電腦上，安裝數(shù)據(jù)瀏覽的客戶端程序，能夠方便的查詢所有站的實(shí)時數(shù)據(jù)和已經(jīng)入庫的歷史數(shù)據(jù)。
顯示一個站的歷史數(shù)據(jù)格式：
五、產(chǎn)地：北京
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