Hệ thống thông lượng nước được thiết kế để đo sự trao đổi hơi nước (H2O) giữa tầng sinh vật (biosphere) và tầng khí quyển (atmosphere) ở lớp sát mặt đất. Các phép đo này rất quan trọng khi cần dữ liệu thực tế về thoát hơi nước thực vật (evapotranspiration) thay vì ước tính dựa trên các điều kiện môi trường.
Campbell Scientific là công ty duy nhất sản xuất cả máy phân tích khí và máy đo gió ba chiều cần thiết cho kỹ thuật eddy-covariance, giúp đảm bảo dữ liệu chất lượng cao nhất. Kết hợp với bộ chương trình và phần mềm EasyFlux®, hệ thống cung cấp giải pháp trọn gói với trải nghiệm người dùng được đơn giản hóa.
Sản phẩm
IRGASON – Thiết bị đo khí quang học đa thông số tích hợp CO2, H2O và đo gió 3D
Thiết bị đo IRGASON® của Campbell Scientific tích hợp hoàn toàn máy phân tích khí quang học đa thông số (open-path analyzer) và lưu tốc kế âm thanh 3D (sonic anemometer) vào cùng một cảm biến. Được thiết kế dành riêng cho việc đo thông lượng trao đổi carbon và nước theo phương pháp eddy-covariance, thiết kế được cấp bằng sáng chế này dễ dàng lắp đặt và sử dụng hơn so với các cảm biến riêng biệt, đồng thời cung cấp độ chính xác đo lường cao hơn. IRGASON đo đồng thời nồng độ tuyệt đối của CO2 và hơi nước, nhiệt độ không khí, áp suất khí quyển, tốc độ gió ba chiều và nhiệt độ âm thanh. (Bằng sáng chế Hoa Kỳ số D680455)
CPEC310 – Hệ thống đo lường luồng khí theo phương pháp eddy-covariance đường dẫn khép kín mở rộng với cảm biến EC155 và module bơm tự động hiệu chỉnh
Hệ thống CPEC310 với EasyFlux® là một hệ thống đo lường luồng khí (flux) đường dẫn khép kín hoàn chỉnh theo phương pháp Eddy-Covariance (EC), được thiết kế để theo dõi lâu dài sự trao đổi giữa khí quyển và sinh quyển của carbon dioxide, hơi nước, nhiệt và động lượng.
Một hệ thống hoàn chỉnh bao gồm bộ phân tích khí đường dẫn khép kín (EC155), anemometer siêu âm (CSAT3A), bộ ghi dữ liệu (CR6), bơm mẫu, mô-đun ba van tự động cho phép hiệu chuẩn điểm không và tự động điều chỉnh khoảng đo CO2 (hiệu chuẩn thủ công với H2O), và tích hợp mô-đun mở rộng đầu vào analog CDM-A116 cho phép sử dụng thêm các cảm biến khác.
Thiết kế đầu vortex được cấp bằng sáng chế và thể tích buồng mẫu nhỏ (5,9 mL) của máy phân tích khí giúp giảm đáng kể lưu lượng khí so với các hệ thống đường kín khác, đồng thời vẫn duy trì đáp ứng tần số lý tưởng (tần số cắt 4,3 Hz). Ngoài ra, thiết kế này giúp hệ thống hầu như không cần bảo trì trong khi vẫn duy trì đáp ứng tần số lý tưởng so với các bộ lọc nội tuyến truyền thống. Lưu lượng khí thấp giúp CPEC310 trở thành một trong những hệ thống đo thông lượng eddy-covariance đường dẫn kín có tổng công suất yêu cầu thấp nhất (12 W).
Campbell Scientific sản xuất tất cả các thành phần của CPEC310, bao gồm cả bộ ghi dữ liệu và phần mềm EasyFlux® DL để tính toán và hiệu chỉnh các thông lượng, mang lại cho hệ thống chức năng đáng tin cậy nhất.
Cảm biến đo gió siêu âm 3D CSAT3B
Thiết bị đo gió ba chiều sử dụng sóng âm CSAT3B của Campbell Scientific là bản nâng cấp và thay thế cho CSAT3 cũ, vẫn là lựa chọn hàng đầu cho các phép đo tương quan eddy. Thiết bị có thiết kế khí động học, đường đo thẳng đứng 10 cm, hoạt động ở chế độ xung âm và chịu được điều kiện thời tiết khắc nghiệt. Nó đo và xuất ra ba thành phần gió vuông góc (ux, uy, uz) và nhiệt độ âm (Ts) với tốc độ tối đa 100 Hz.
Các phép đo có thể được kích hoạt từ ba nguồn:
-
- Lệnh SDM từ bộ ghi dữ liệu
- Lệnh CPI từ bộ ghi dữ liệu
- Đồng hồ bên trong CSAT3B
Giao thức SDM và CPI đều hỗ trợ các cơ chế để đồng bộ hóa nhiều CSAT3B.
Cảm biến đo gió siêu âm 3D CSAT3BH
Thiết bị đo gió ba chiều sử dụng sóng âm CSAT3BH lý tưởng cho các trạm thời tiết được triển khai ở vùng có khí hậu lạnh. Ưu điểm nổi bật của CSAT3BH là tính dễ sử dụng và công nghệ gia nhiệt thông minh. Hệ thống gia nhiệt này cung cấp lượng nhiệt vừa đủ để chống đóng băng và tuyết bám trên thiết bị, đảm bảo thu được dữ liệu liên tục và đáng tin cậy trong môi trường lạnh giá. CSAT3BH được thiết kế đặc biệt để ngăn ngừa sự tích tụ băng trên cảm biến, tránh gián đoạn thu thập dữ liệu trong thời gian dài.
Khác với phương pháp gia nhiệt hai chiều (bật/tắt) thông thường, CSAT3BH sử dụng nguồn năng lượng linh hoạt, chỉ cung cấp nhiệt khi cần thiết. Ngoài ra, thiết bị còn có tính năng đánh dấu dữ liệu theo thời gian thực khi bật chế độ sưởi, điều này rất quan trọng trong việc xử lý các tập tin dữ liệu sau khi thu thập.
Lưu ý: CSAT3BH là phiên bản được tích hợp chức năng gia nhiệt của CSAT3B - Máy đo gió ba chiều sử dụng sóng âm với thiết bị điện tử tích hợp. Thông số kỹ thuật về đo gió của CSAT3BH giống hệt với CSAT3B.
Thiết bị phân tích khí CO2/H2O đường dẫn mở EC150
Thiết bị phân tích EC150 của Campbell Scientific là thiết bị phân tích dạng mở được thiết kế đặc biệt để đo lưu lượng cacbon và nước theo phương pháp eddy-covariance. Là thiết bị phân tích độc lập, nó có thể đo đồng thời mật độ cacbon dioxide và hơi nước tuyệt đối, nhiệt độ không khí và áp suất khí quyển. Với đầu đo gió âm thanh CSAT3A (tùy chọn), máy có thể đo tốc độ gió ba chiều và nhiệt độ âm thanh của không khí.
CPEC306 – Hệ thống đo lường luồng khí theo phương pháp eddy-covariance đường dẫn khép kín mở rộng với cảm biến EC155 và module bơm tự động hiệu chỉnh
Hệ thống CPEC306 với EasyFlux® là một hệ thống đo lường luồng khí (flux) đường dẫn khép kín theo phương pháp Eddy-Covariance (EC) hoàn chỉnh, được thiết kế để theo dõi lâu dài sự luồng khí carbon dioxide, hơi nước, nhiệt và động lượng. Hệ thống hoàn chỉnh bao gồm một bộ phân tích khí đường dẫn khép kín (bộ phân tích khí EC155 đường dẫn khép kín), anemometer siêu âm (anemometer siêu âm CSAT3A), bộ ghi dữ liệu (bộ ghi dữ liệu CR6), bơm mẫu và các thiết bị hỗ trợ cho CDM-A116 để cho phép kết nối thêm các cảm biến khác.
Thiết kế đầu vào của bộ phân tích khí và thể tích buồng mẫu nhỏ (5,9 mL) cung cấp khả năng phản hồi tần số hiệu quả (tần số cắt 4,3 Hz) với công suất tiêu thụ toàn hệ thống thấp (12 W). Ngoài ra, đầu vào vortex giảm thiểu đáng kể nhu cầu bảo trì và duy trì khả năng phản hồi tần số so với các bộ lọc truyền thống đặt trong dòng khí.
Các bộ ghi dữ liệu CR6 và CR3000 của Campbell Scientific có thể đo trực tiếp cảm biến bức xạ này. CR1000 cũng có thể sử dụng được, nhưng cần thêm module 4WPB100 để đo RTD bên trong.
Cảm biến gió siêu âm CSAT3A
-
- Lệnh SDM của bộ ghi dữ liệu
- Đồng hồ bên trong EC100
Phần mềm EasyFlux WebH
EasyFlux® Web CSI-Hosted là một công cụ phần mềm trực tuyến cho phép giám sát bất kỳ hệ thống nào dựa trên bộ ghi dữ liệu của Campbell Scientific. EasyFlux Web CSI-Hosted được lưu trữ trên máy chủ Microsoft Azure của chính Campbell Scientific, cho phép cập nhật và bảo trì phần mềm tự động. Sau khi tạo tài khoản, người dùng sẽ được cấp một địa chỉ IP riêng để dễ dàng kết nối với dữ liệu của họ từ thiết bị có kết nối internet.
Giám sát một mạng lưới các bộ ghi dữ liệu trở nên dễ dàng với các tính năng:
-
- Giám sát dữ liệu theo thời gian thực
- Cảnh báo tùy chỉnh
- Khả năng tải xuống dữ liệu
EasyFlux Web tương thích với tất cả các hệ thống dựa trên bộ ghi dữ liệu của Campbell Scientific, bao gồm các trạm đo thông lượng, thời tiết và đất.
Cập nhật trong phiên bản 2.01
EasyFlux Web 2.01 được cập nhật bao gồm các tính năng và lợi ích mới nhằm nâng cao trải nghiệm người dùng. EasyFlux Web 2.01 hiện cung cấp khả năng giám sát camera video trực tiếp.
Phần mềm EasyFlux WebS
Phiên bản hiện tại: 2.01
EasyFlux® Web Self-Hosted là một công cụ phần mềm dựa trên web để giám sát bất kỳ hệ thống nào sử dụng data logger của Campbell Scientific, bao gồm cả data logger chạy EasyFlux® DL. EasyFlux® Web Self-Hosted là phiên bản do người dùng tự cài đặt của EasyFlux® Web, cho phép người dùng cài đặt trên máy chủ riêng và tự kiểm soát các bản cập nhật phần mềm. Việc giám sát một mạng lưới các hệ thống sử dụng data logger của Campbell Scientific trở nên dễ dàng với khả năng giám sát dữ liệu theo thời gian thực, cảnh báo tùy chỉnh và khả năng tải xuống dữ liệu. EasyFlux® Web tương thích với tất cả các trạm sử dụng data logger của Campbell Scientific.
Cập nhật trong phiên bản 2.01
EasyFlux® Web 2.01 cập nhật bao gồm các lợi ích và tính năng mới để nâng cao trải nghiệm người dùng. EasyFlux® Web 2.01 hiện cung cấp khả năng giám sát camera video trực tiếp.
Phần mềm EasyFlux DL
EasyFlux® DL là một chương trình CRBasic miễn phí cho phép data logger của Campbell Scientific báo cáo các thông lượng được hiệu chỉnh hoàn toàn của CO2, nhiệt ẩn (H2O), nhiệt cảm và động lượng từ hệ thống đo tương quan xoáy (eddy-covariance - EC) hở hoặc kín. Các thông lượng cuối cùng được xử lý từ dữ liệu thô theo chuỗi thời gian tần số cao bằng cách áp dụng các phép hiệu chỉnh thông dụng được tìm thấy trong tài liệu khoa học.
Các thông lượng được hiệu chỉnh hoàn toàn được xử lý bởi data logger và báo cáo vào cuối mỗi khoảng thời gian trung bình EC.
Kiểm tra và Ứng dụng
EasyFlux® DL đã được kiểm tra tại một số trạm ở các môi trường khác nhau, bao gồm đồng cỏ linh lăng tưới tiêu, đồng cỏ, ngô, mặt nước mở, rừng và sa mạc. Kết quả cho thấy sự phù hợp tốt với các thông lượng được xử lý bằng các ứng dụng phần mềm trên máy tính truyền thống.
Phần mềm EasyFlux PC
EasyFlux® PC là một phần mềm máy tính miễn phí dùng để xử lý dữ liệu chuỗi thời gian tần số cao được thu thập từ hệ thống đo tương quan xoáy (eddy-covariance) của Campbell Scientific. EasyFlux® PC tính toán các thông lượng theo các phương pháp được chấp nhận rộng rãi trong cộng đồng khoa học.
Kết quả đầu ra là các thông lượng được hiệu chỉnh hoàn toàn của CO2, nhiệt ẩn (H2O), nhiệt cảm và động lượng, được lưu ở các định dạng ASCII phổ biến, AmeriFlux và GHG-Europe.
Tổng quan
Để đánh giá các hệ thống thông lượng nước hiện có và lựa chọn hệ thống phù hợp nhất, trước tiên bạn cần xác định nhu cầu và yêu cầu của ứng dụng. Nếu cần thiết, hãy xem xét các tài liệu liên quan, giấy phép hoặc quy định. Việc nắm rõ những điều này sẽ giúp đảm bảo hệ thống bạn chọn đáp ứng được các yêu cầu về tuân thủ quy định.
Lưu ý: Các cân nhắc được đề cập ở đây không phải là một danh sách đầy đủ, nhưng chúng là những yếu tố chung hữu ích cho khách hàng trong quá trình lựa chọn hệ thống.
Ưu tiên về Yêu cầu
Các yếu tố liên quan đến đo lường đóng vai trò quan trọng trong việc lựa chọn thiết bị phù hợp.
Phương pháp Eddy-Covariance | Xác định xem bạn cần phương pháp open-path (đường hở) hay closed-path (đường kín).Nếu tính dễ sử dụng là một trong những yêu cầu quan trọng nhất của hệ thống đo lưu lượng nước của bạn, thì các thiết bị open-path có thể là lựa chọn tốt hơn. Nếu điều kiện môi trường yêu cầu bạn phải giữ cho cửa sổ quang học trên các thiết bị open-path không bị nước hoặc các hạt bám vào, thì thiết kế closed-path có thể là lựa chọn tốt hơn. |
Các phép đo đồng vị trí | Nếu chọn phương pháp open-path, hãy xác định xem các phép đo tốc độ gió và khí quy mô có cần được đồng vị trí không. Nếu thiết bị của bạn được đặt gần bề mặt và tính dễ sử dụng là quan trọng, thì một thiết bị có các phép đo đồng vị trí có thể là lựa chọn tốt nhất. Nếu việc giảm thiểu biến dạng lưu lượng gió theo phương ngang quan trọng hơn và các yêu cầu về đáp ứng tần số được nới lỏng (chiều cao đo cao hơn), thì máy phân tích khí riêng và máy đo gió âm thanh có thể là giải pháp tốt hơn |
-
- Đối với việc đo lưu lượng nước, Campbell Scientific cung cấp các cảm biến open-path (đường hở), chẳng hạn như IRGASON® (Máy phân tích khí open-path tích hợp CO2 và H2O và Máy đo gió âm thanh 3D) hoặc EC150 (Máy phân tích khí open-path CO2/H2O) kết hợp với CSAT3A (Máy đo gió âm thanh 3D).
- Đối với các phép đo lưu lượng nước wymaga (yêu cầu – Tiếng Ba Lan) một máy phân tích khí và máy đo gió âm thanh riêng biệt, Campbell Scientific cung cấp Máy đo gió âm thanh 3D CSAT3A và Máy phân tích khí open-path CO2/H2O EC150.
Vị trí khó tiếp cận
Nếu vị trí đặt hệ thống đo lưu lượng nước của bạn xa xôi và khó tiếp cận, bạn sẽ cần chọn các thành phần phù hợp với tần suất dự kiến đến thăm vị trí đó của bạn.
Yêu cầu về nguồn điện |
Để theo dõi liên tục, bạn sẽ cần nguồn điện có kích thước phù hợp để đáp ứng tổng nhu cầu điện năng của tất cả các thành phần trong hệ thống đo lưu lượng nước của bạn.
|
Bảo trì | Giống như bất kỳ thiết bị hiệu suất cao nào, việc bảo trì thường xuyên (vệ sinh, hiệu chuẩn và thay thế) các thành phần đo lưu lượng nước là cần thiết. Xem xét tần suất hiệu chuẩn và bảo trì được khuyến nghị cho các thành phần hệ thống của bạn để bạn có thể lập ngân sách bảo trì bao gồm nhân viên, thời gian di chuyển đến địa điểm và chi phí thiết bị. Xác định các nhiệm vụ bảo trì nào có thể được xử lý tại chỗ, chẳng hạn như với công cụ hiệu chuẩn ngoài trời và nhiệm vụ nào yêu cầu gửi thiết bị đến nhà sản xuất. Nếu thời gian ngừng hoạt động không có dữ liệu là không thể chấp nhận được, hãy có sẵn các bộ phận thay thế (chẳng hạn như pin) và thiết bị dự phòng. |
Truyền thông |
Nếu việc thu thập và xem dữ liệu của bạn mà không cần đến địa điểm là điều quan trọng, hãy tìm hiểu các tùy chọn thu thập dữ liệu từ xa có sẵn cho bạn. Nếu có sẵn truyền tín hiệu không dây, bạn có thể sử dụng thiết bị ngoại vi thu thập dữ liệu từ xa để truyền dữ liệu về lưu lượng nước của bạn. Dưới đây là một số tùy chọn viễn thông có thể:
Mỗi tùy chọn viễn thông đều có các yêu cầu riêng cần được xem xét. Ví dụ: kiểm tra khoảng cách truyền hoặc khu vực phủ sóng của từng tùy chọn, cũng như các yêu cầu dịch vụ áp dụng của nó. Bạn có thể thấy rằng một tùy chọn cụ thể không khả dụng hoặc không cung cấp vùng phủ sóng bạn cần. |