Dynagage包裹式茎流测量系统中文说明书

Dynagage包裹式茎流系统使用说明书1系统简介1.1系统组成2传感器原理23仪器安装33.1传感器安装33.2防护机箱安装及传感器接线43.3包裹式传感器安装示意图44数据处理1系统简介通常所指的植物茎流是指植物体内的液体流动，其整个过程是水分自下向上，从根毛经皮层、中柱、根部导管、茎部导管、叶柄导管、叶肉细胞、叶细胞间质和气孔进入大气，与此同时，溶解在水中的矿物质随着水分的运动由植物根部向上运输，矿物质营养随植物液流运输到植物的根、茎、叶、花、果实等部位，供植物生长使用。植物茎流是发生在植物的维管组织导管内的，它与含有有机物的液体在植物筛管内的运动是不同的，在筛管内的液体流动没有固定的方向性，上下均能运动。植物茎流的动力是植物的蒸腾拉力与根压决定，其中，蒸腾拉力起的作用最大。不同植物及同种植物的不同生态型（不同品种）之间茎流的速度是不同的，在相似的环境下，植物的这种差异是植物固有的特征，研究植物的茎流有助于深入研究不同植物及同种植物不同生态型对水分的利用效应。蒸腾作用是植物完成生理作用所必需的，因此，研究植物的茎流，可以判断蒸腾作用对整个植物植物群落的影响，尤其是在节水农业方面：作物的总蒸量由蒸腾与蒸发两部分构成，农田蒸发只是作物在蒸腾过程中伴随的一种不可避免但可以控制的无效水分损失，现行的很多方法都只能测定农田蒸发总量，而无法将之分解为蒸腾与蒸发部分，测定作物的茎流可以较好地将农田蒸腾量与蒸发量区分出来，为节水提供很好的指导方向。在根系吸水一定的情况下，茎流速度将随蒸腾速率的增大而增大，茎流越大的植物，蒸腾耗水越多，越不易在干旱地区或半干旱地区推广，因而，对植物茎流的研究，可以为林业生产、作物选种、引种栽培及城市绿化等工作提供一些基础植物生理生态学参数。1.1系统组成防护机箱及安装套件；不锈钢三角支架； CR系列数据采集器； AM16/32B通道扩展板；包裹茎流传感器；传感器辅助安装工具（防水胶带、密封泥、导热硅脂、防辐射保护罩）；供电系统（蓄电池，太阳能板及安装套件）。具体系统组成以配置单和实物为主，如有缺失请及时联系供货商。2传感器原理在作物蒸腾过程中，根系从土壤中吸收的水分通过植物茎杆输送至叶片，再通过气孔散发到大气中。在这个过程中，茎杆中的液体（主要是水）一直处于流动之中。当茎内水流在某一点被加热（如同输入一个热脉冲）后，所携带的能量一部分由正常向上传输的液流携带向上传输，一部分以辐射的形式向周围发散，一部分与上部和下部的水流发生热交换。根据加入茎流中的热脉冲向上传输的速度及与周围水流的热交换程度，可以根据热平衡与热传输理论，通过一定的数学计算，求出植物茎杆的水流通量，这个水流通量就是植物的茎流量，也就是植株的蒸腾速率。当茎流计的热源以恒定的功率（Pin）作用于茎杆后，传输给茎杆液流的能量在不考虑茎杆本身热容量的情况下，可以分解为三个部分：一部分用于与垂直方向上的茎流进行热交换（Qv）； 一部分以辐射的方式向周围散发（Q）； 一部分随着茎杆内液流的上升向上传输（Qf） o这种能量的平衡方式可用下式表示：Pin=Qv+Qr+Qf根据欧姆定律：Pin=V2in/R用于垂直方向上热交换部分的能量Qv,可以分为向上的热交换Qu与向下的热交换Qd两部分，可用下式表达：Qv=Kst*A*（BhAh）/dx/0.04,木本、禾本、空心植物 Kst 分别为 0.42、0.52、0.28径向茎干传导热量计算公式：Qr=Ksh*Ch表观鞘传导速率计算公式：Kshapp=（Pin-Qv）/Ch,茎流为零时茎流速率计算公式：F=（Pin-Qr-Qv）/（Cp*dT）dT 计算：dT=（Ah+Bh）/0.04/2Ksh与Kshapp的关系：在经过至少一昼夜的测定后，鞘导速率Ksh可通过每一昼夜传感器实际测定的表观鞘传导速率Kshapp中得到。将每天茎流为零时的凌晨2:00-5:00之间，所测定表观鞘传导速率Kshapp的最低值或最低平均值，定义为当天的鞘传导速率Ksh。/Pin图1茎流测量原理图3仪器安装3.1传感器安装图2传感器内部（1）找一个合适的安装位置，要求直径与传感器大小合适，没有疤结和损伤，将待测处洗净，用细沙沙纸磨掉外层死皮，喷上特氟龙涂层，将所有待测的茎杆直径测出，计算出面积，同时安排好传感器的对应关系;（2）在探头上抹上导热硅脂，为保证探头与树皮的充分接触，稍微抹厚点，越大的探头抹的越多，橡皮泥是用来封住包裹的上下缝隙的;（3）将探头在茎杆上固定后，不能再上下移动，以防损坏探头，包好后，最好用胶带绑一下，再加上防辐射罩;（4）探头的接线头必须朝下，方向才是对的，从下面和中间伸出都可以，接上电缆线，裸线部分接数据采集器。3.2防护机箱安装及传感器接线（1）安装机箱、支架，具体安装步骤请详询我公司；（2）按照我公司提供的传感器接线方式连接传感器到数据采集器；（3）安装供电系统。（4）接通电源准备数据测试。（5）在电脑上安装PC200W软件，将随机带的RS232数据线插入到数采的RS232接口上，另一端连接电脑。（6）运行软件准备数据测试。3.3包裹式传感器安装示意图Stepl: Sanding, rough or loose barkStep2: CleaningStep3: Canola Release sprayStep4: Heater Position.图34数据处理数据进行下载后，在数据表里含有SGB-CH, SGB-AH, SGB-BH, SGB-VIN四个初始值，需要对应的填入包裹茎流数据处理表中Ch, Ah, Bh, Vin处。只需修改红色部分畚教设定:Input:Formulae (See manual):Implementation (note mm/m, s/h and /SN号XXXYour Dynaqaqe identifierPin=(Vin/Attenuator)A2/Resistancie(J31/1000/SBS6)A2/$BS4电阻值43ohms传感器线上标有Qv=Kst*A*(Bh-Ah)/dX/O 040/10$B$8*$B$7*(H31-F31V0 04/SBS5/10IX3mm不同型号对应dx不同长度，参见英文说明书Qr=Kshlnllse*ChQ3VD31ttenuator0 25Its divider attenuator R1/(R1+R2)Qf=Pin-Qv-QrL31-M31-N31客的截面积A8cm2dT=(Ah+Bh)/2/0.040(F31+H31 )/270.04圣杆的热传导特性Kst042Wm-1 K-1Stem thermal conductanceKshlnUse= set by user (0 8 default)*0 8领迭条件：0.54禾本.0.42木本.0.28空心KshApp=(Pin-Qv)/Ch(L31-M31)/D31.ow Flow:Flow=Qf/Cp/dT031/4 186/P3V36000Apparent negative flow. Return zero.IF(O310.0.m,)DTMIN) dT 0.75deg C-liqh Flow:1T$BS16*$B$7.$BS16,$BS7.,M,)/max152cm/hMaximum flow velocity (any stem). Fmax=Vmax*AData:FiltFlow=0. or Flow, or Fmax if lessIF(S310.031 $BS12/100*L31.F2f/Pin 20%If this and next are true flow values too low Return zero除了四组原始数据外，还需修改上图中的一些参数:SN号：用以区分多个传感器；电阻值：不同包裹茎流传感器上有不同的标注；dx：参照英文说明书中，根据包裹传感器型号不同对应的dx不同；茎的截面积：测量计算茎截面积填入，单位cm?；茎杆的热传导特性Kst：根据所安装在植物的种类，对应不用数值。0.54禾本,0.42木本,0.28空心；读取间隔：数据采集记录间隔时间：单位minKshinUse：可通过每一昼夜传感器实际测定的表观鞘传导速率Kshapp中得到。约在每天茎流为零时的凌晨2:00-5:00之间，所测定表观鞘传导速率Kshapp的最低值或最低平均值，定义为当天的鞘传导速率Ksh。数据带入后，表内得出Flow g/h即为茎流速率，Face为累计茎流量。-。丫 I S/l ISZVGauge and stem parameters:Serial No.Resistance 62 3 ohmsdX5 mmAttenuator1AKst2.84 cm20 42 W.m-I.K-1FiHer conditionsLow FlowQfQt/Pin (DTMIN) dTHigh FlowdT20% Pin, flow eiMaximum flow velocity., UPDATEminutes Data logging interval calculated from DAT fileSpreadsheet operation1) Enter your gauge an2) Leave filter condition3) Copy your data into4) Copy the formulae ir5) Observe value of Ksl6) Observe the Filter c(7) Row 000 sets flowChmVAhmVBhmVVinVolts苻研a驴芦我U明芒明姓g苻g苻研齿苻g姓关苻TimePinWQvWQrWQfWdTdeg CKshlnUseW/mVKshAppW/mVFlowg/hFilterFcnd0FilterFcndLowFilterFcndHig/hFiltFlow17300.0510.1140.1414.0320.26090.01610.03570.20913.18750.704.800956.43OK56.4318000 0790.1050.1474 0340.26120.02500.05530.18093.15000 702 989349.38OK49.3818300 0810.1160.1624 0340 26120.02740.05670.1771347500 702 886143.82OK43.8219000 0900.1130.1644 0350 26130 03040 06300.16793 46250 702 565841.71OK417119300.0960.1110.1664.0340.26120.03280.06720.16123.46250702.379240.04OK40.0420000.1070.1030.1634.0340.26120.03580.07490.15053.32500.702.106838.93OK38.9300017000 0570.1120.1434 0330 26110.01850 03990.20273.18750 704 255954.69OK54.69