通量觀測，適用于森林、草地、農(nóng)田、沙漠及城市等各種下墊面環(huán)境，廣泛應(yīng)用于中科院、林科院、農(nóng)科院、氣象局及各科研領(lǐng)域，對區(qū)域碳、水循環(huán)過程的研究，作為生態(tài)系統(tǒng)與大氣之間的CO2、H2O和能量交換信息的有效手段，為分析地圈-生物圈-大氣圈的相互作用，評價陸地生態(tài)系統(tǒng)在碳循環(huán)中的作用提供重要的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，為大尺度、長期和連續(xù)的科學(xué)研究提供支撐。

美國Campbell公司（簡稱CSI）的通量觀測系統(tǒng)已國內(nèi)各領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，中國科學(xué)院、中國林科院及中國農(nóng)科院等不同領(lǐng)域的生態(tài)站已實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化觀測。

渦動協(xié)方差系統(tǒng)---通量觀測的標(biāo)準(zhǔn)方法 

渦動協(xié)方差系統(tǒng)，亦稱渦度相關(guān)系統(tǒng)，是一種微氣象學(xué)的測量方法，采用渦度相關(guān)原理，利用快速響應(yīng)的傳感器來測量大氣下墊面的物質(zhì)交換和能量交換，它是一種直接測定通量的標(biāo)準(zhǔn)方法，已成為近年來測定生態(tài)系統(tǒng)碳、水交換通量的關(guān)鍵技術(shù)，得到了越來越廣泛的應(yīng)用，并逐漸成為國際通量觀測網(wǎng)絡(luò)的主要技術(shù)。

渦動協(xié)方差系統(tǒng)可以測量顯熱通量、潛熱通量、動量通量、摩擦風(fēng)速，以及其它物質(zhì)通量（如CO2等），主要應(yīng)用在邊界層理論研究、大氣擴散、能量收支研究、水分及其它物質(zhì)收支研究等眾多領(lǐng)域。

工作原理：

系統(tǒng)實際運行中，超聲風(fēng)速儀高頻響應(yīng)三維風(fēng)速（Ux、Uy、Uz）和虛溫（Ts），CO2/H2O分析儀高頻響應(yīng)CO2和H2O，數(shù)據(jù)采集器實時采集這些變量數(shù)據(jù)，并對其做同步處理，之后在線計算得到感熱通量、潛熱（水汽）通量、CO2通量、動量通量及摩擦風(fēng)速，以及這些數(shù)據(jù)所需的協(xié)方差/均值等，并將計算結(jié)果保存在數(shù)據(jù)采集單元，以此同時各種高頻變量的原始數(shù)據(jù)也會保存在數(shù)據(jù)采集單元中，用戶可以對這些原始數(shù)據(jù)進行后期處理（分析和插補），從而獲得理想通量數(shù)據(jù)。

注意：從湍流原始數(shù)據(jù)到通量產(chǎn)品生成的整個過程，質(zhì)量控制／質(zhì)量保證必不可少，如對原始數(shù)據(jù)的異常值剔除，水汽／ＣＯ２數(shù)值采集相對于垂直風(fēng)速的時間滯后訂正以及觀測結(jié)果的代表性（Footprint）的檢驗等。

數(shù)據(jù)采集器及傳感器具體介紹:

IRGASON一體式渦度相關(guān)分析儀

Campbell Scientific公司的IRGASON儀器集專門設(shè)計測量渦流的三維聲波風(fēng)速計和開路式CO2/H2O分析儀于一體。IRGASON能同時測量絕對二氧化碳濃度和水蒸氣濃度，空氣溫度，三維風(fēng)速，聲波空氣溫度。

主要技術(shù)參數(shù):

工作溫度：-30° to +50°C

工作壓力：70 to 106 kPa

動力：5 W，0 to 16 Vdc

測頻：100 Hz

輸出信號：SDM, RS-485, USB

輸出頻率:5 to 50 Hz; (用戶可定)

輸出頻寬：5, 10, 12.5, 20, or 25 Hz（用戶可定）

重量：6kg

纜線長度：3m

工廠校準(zhǔn)范圍：

二氧化碳：0?1830 mg/m3 （0到1000 ppm）

水蒸氣：0到42 g/m3 （-60° C至37° C露點）

路徑長度：15.37厘米（6.05在）

H2O分析器：

零點漂移與溫度：（最大）：±0.037 g / m 3 /°C（±0.05 mmol / mol /°C）

增益漂移與溫度：（最大）：±0.3% of 讀數(shù)/°C

RMS噪聲：0.004 g/m3 (0.006 mmol/mol)

對CO2的靈敏度（最大）：±0.1 molH2O/molCO2  

聲波風(fēng)速計規(guī)格—精度

偏移誤差：<±8.0厘米S -1（UX,UY），<±4.0 cm s -1（適用于UZ）

水平風(fēng)在1 ms -1（風(fēng)向）時±0.7°

增益誤差：風(fēng)矢量在±5°水平：<讀數(shù)的±2％

風(fēng)矢量在±10°水平：<讀數(shù)的±3％

風(fēng)矢量在±20°水平：<讀數(shù)的±6％

測量分辨率： UX，UY：1mm S -1 RMS

UZ：0.5mm S -1 RMS

C：15mm S -1（0.025 ° C）

CR6數(shù)據(jù)采集器

CR6數(shù)據(jù)采集器是一款強大的系統(tǒng)控制單元，集數(shù)據(jù)采集與系統(tǒng)控制等核心功能于一體，它在繼承CSI的CR系列采集器數(shù)十年來的高品質(zhì)的基礎(chǔ)上，博取百家之長，包容并蓄，集成了microUSB口、Ethernet網(wǎng)絡(luò)接口（WiFi選配），支持MicroSD卡擴展，同時保留了原有的高性能CS I/O、RS-232等接口，使這套數(shù)據(jù)采集單元具有非常豐富和完善的擴展性，能夠支持眾多類型的傳感器和擴展模塊/設(shè)備。

主要技術(shù)參數(shù)

CPU: 32bit，F(xiàn)PU，100Hz，1MB運存

時鐘精度: ±3分鐘/年；10μm（選配GPS）

測量分辨率: 80nV（±200mV范圍內(nèi)）

模擬精度: 精度規(guī)格不包括傳感器或測量噪聲

 在0°至40°C時±（0.04％的測量值+偏移量）

 在-40°至+ 70°C時±（0.06％的測量值+偏移量）

±（0.08％測量值+偏移量）-55°至+ 85°C（擴展溫度范圍）

測量速率: 125Hz（8ms）（最大多路復(fù)用模擬）

數(shù)據(jù)存儲: 4 MB SRAM + 72 MB閃存（帶可移動microSD閃存卡的存儲擴展速度高達16 GB。）

供電: 16-32VDC（1.2A）太陽能板充電；12VDC電池；內(nèi)部電池；USB

工作溫度: -40~70℃（標(biāo)準(zhǔn)），-55℃~85℃（擴展）

通用端子: 12個，模擬/數(shù)字

開關(guān)端子: 2個

控制端子: 數(shù)字I/O，RS232/RS485，半/全雙工

數(shù)據(jù)接口: CS I/O*1個；CPI*1個；RJ-45 Ethernet 10/100M*1個；USB-micro B*1個

控制口: 3個（用于SDM），8個I/O

通訊協(xié)議: PakBus、Modbus、DNP3、IPv4/6、FTP/FTPS、HTTP/HTTPS、PPP、TLSv1.1、XML、TCP、UDP、DHCP、POP3、SMTP/STLS、JSON、CSV

CR3000數(shù)據(jù)采集器

CR3000是一款結(jié)構(gòu)緊湊、性能先進、運行可靠的數(shù)據(jù)采集器。它由測量與控制設(shè)備、通訊端口、鍵盤、液晶顯示器、供電模塊以及帶把手的輕質(zhì)量外殼組成。

與CR1000相比，CR3000數(shù)據(jù)采集器配有數(shù)量更多的單端/差分通道、脈沖通道、電壓激發(fā)通道，同時增加了電流激發(fā)通道。CR3000具有CS I/O和RS-232接口，支持SDM外圍設(shè)備，支持PakBus、Modbus RTU協(xié)議，能夠利用Internet、無線電、CDMA/GPRS和衛(wèi)星等多種通訊方式進行數(shù)據(jù)傳輸，也可以直接與計算機或PDA連接（需相關(guān)軟件支持）。該數(shù)據(jù)采集器還可選配帶基座的一次性堿性電池或可充電鋰電池為設(shè)備供電。CR3000具備符合歐盟CE、EMC標(biāo)準(zhǔn)的過壓保護功能，能夠防止瞬時過大電流對設(shè)備產(chǎn)生損害。

CR3000是一款性能強勁的數(shù)據(jù)采集器，它可以在渦動協(xié)方差系統(tǒng)、專業(yè)級氣象研究、農(nóng)業(yè)研究、風(fēng)力觀測、交通工具測試、航空航天研究等高端領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

特點

整裝設(shè)計，結(jié)構(gòu)緊湊

高達100Hz的掃描頻率

16位A/D（模擬/數(shù)字）轉(zhuǎn)換

4M內(nèi)存，可擴展至16G

內(nèi)嵌液晶顯示屏和鍵盤，方便易用

表格式數(shù)據(jù)格式

支持PakBus、Modbus、DNP3、TCP/IP、FTP和SMTP協(xié)議、SDI-12協(xié)議和SDM設(shè)備

支持LoggerNet，PC400、ShortCut等軟件 

主要技術(shù)參數(shù)

耗電量：2mA（睡眠模式），3mA（1Hz 采樣頻率時），10mA（100Hz采樣頻率時）

A/D轉(zhuǎn)換：16bit

掃描頻率：100Hz

模擬通道：28個單端（14個差分）

模擬電壓范圍：±5000mV

模擬電壓精度：±（讀數(shù)*0.04%+偏移量），0℃~40℃

測量分辨率：0.33 μV

開關(guān)激發(fā)通道：4個電壓，3個電流

脈沖通道：4個

控制口：3個（用于SDM），8個I/O

協(xié)議支持：PakBus，Modbus，DNP3，F(xiàn)TP，HTTP，XML，POP3，SMTP，Telnet，NTCIP，NTP，SDI-12，SDM

工作溫度：-25℃~50℃（標(biāo)準(zhǔn)）；-55℃~85℃（擴展）

Kipp&Zonen CNR4凈輻射傳感器

CNR4是Kipp&Zonen推出的凈輻射傳感器。作為CNR1凈輻射傳感器的升級產(chǎn)品，CNR4在產(chǎn)品性能以及易用性方面有了進一步的提升。

CNR4采用符合ISO 9060:1990標(biāo)準(zhǔn)的二級短波輻射表作為短波輻射傳感器，同時還配有2個長波輻射傳感器。儀器采用全新設(shè)計的結(jié)構(gòu)外形，4個輻射傳感器與儀器本身有機整合為一體，外形更加小巧、輕便，為用戶的使用帶來更多的方便。

CNR4標(biāo)配有Pt-100鉑電阻和10K熱敏電阻，用于測量儀器的內(nèi)部溫度，對所測量的輻射數(shù)據(jù)進行補償修正，從而使測量數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確、可靠。它配備的防水電纜使其能夠避免降水或水汽對設(shè)備產(chǎn)生的不利影響。用戶可以為CNR4選配具備加熱功能的CNF4通風(fēng)裝置，不僅能夠保證凈輻射傳感器周圍環(huán)境的空氣流通，進一步減小溫度對測量產(chǎn)生的影響，而且其自帶的加熱裝置能夠有效融化覆蓋在設(shè)備上的積雪、凝霜等，保證設(shè)備正常工作。CNR4配有水平泡，使儀器的安裝、使用與維護都非常方便。同時其使用的可拆卸安裝支架為運輸和使用都提供了極大的便利。

主要技術(shù)參數(shù)

輸出：4個輸出，分別是向上的短波、向下的短波以及向上的長波和向下的長波

光譜范圍：短波300~2800nm，長波4.5~42μm

靈敏度：5~20μV/W/m2（短波）；5~15μV/W/m2（長波）

響應(yīng)時間：<6s（63%）；<18s（95%）

非線性誤差：<1%

非穩(wěn)定性（年變化）：<2%

溫度依賴靈敏度：<5%

溫度響應(yīng)：<5%（-10℃~40℃）

定向響應(yīng)：<20W/m2（<80°，1000W/m2）

水平泡精度：<0.2°

工作環(huán)境：-40℃~80℃，0~100%RH

視角：短波輻射傳感器180o，長波輻射傳感器向下150o，長波輻射傳感器向上180o

輻射表內(nèi)置的溫度傳感器：10K的熱敏電阻和PT-100 鉑電阻

安裝支架：螺絲旋緊，螺絲直徑為16mm，長350mm

標(biāo)準(zhǔn)電纜長度：10m

可選電纜長度：20m，50m

防護等級：IP67

重量：850g

Vaisala HMP155A溫度相對濕度傳感器

HMP155A是一款性能優(yōu)異的溫度相對濕度傳感器。它采用Vaisala研制的HUMICAP?180R加熱型相對濕度探頭，并結(jié)合當(dāng)前先進的制造工藝，具有卓越的穩(wěn)定性和強大的環(huán)境適應(yīng)能力。憑借其靈敏度更高、反應(yīng)更加迅速的新型溫度探頭，HMP155A能夠以更快的速度對環(huán)境溫度的變化做出反應(yīng)，讓您隨時掌握溫度變化的第一手?jǐn)?shù)據(jù)資料。HMP155A支持0~1V電壓輸出，對CSI的全系列數(shù)據(jù)采集器擁有良好的兼容性；其采用節(jié)能設(shè)計，僅在測量時由數(shù)據(jù)采集器供電，非工作時可停止供電。

HMP155A溫度濕度可廣泛應(yīng)用于氣象觀測與預(yù)報、道路環(huán)境監(jiān)測、民航、工業(yè)檢測等領(lǐng)域。為了使該傳感器能夠消除環(huán)境影響進行更加精確的測量，并使其擁有更加長久的使用壽命，我們建議您為其配備41005-5防輻射罩，或者將其安裝在百葉箱內(nèi)。

主要技術(shù)參數(shù)

工作環(huán)境：-80℃~60℃，0~100%RH

工作電壓：7~28VDC

輸出信號：電壓（0~1V，0~5V，0~10V），RS-485，Pt100（4線連接）

外殼：聚碳酸酯

外殼防護等級：IP66

溫度傳感器

傳感器類型：Pt100 RTD 1/3 class B IEC 751

量程：-80℃~60℃

精度（模擬電壓輸出）：±(0.226-0.0028×溫度范圍)℃ （-80℃~20℃）；±(0.055+0.0057×溫度范圍)℃ （20℃~60℃）（采用RS-485信號輸出時，精度優(yōu)于模擬電壓）

相對濕度傳感器

傳感器類型：HUMICAP?180R

量程：0.8~100% RH

精度：±（1.2%+0.012×讀數(shù)）%RH（-40~ -20℃，40℃~60℃），±（1.0+0.008×讀數(shù)）%RH（-20℃~40℃）