液滴观测仪

REMS系统的基本原理来自于摄影测量的三维深度测量技术。系统通过布置合理的拍摄光环境，在降雨过程中对通过观测视野的雨滴进行高速连续拍摄。系统内置的立体相机在同步信号的驱动下记录雨场数据。得到现场数据后，经过系统的分析软件计算获得降雨的雨滴直径、速度分布，并给予这些数据进一步得到冲量、雨量、雷达系统反演等参数。立体相机的高速同步技术。 与其他产品相对比的优势本系统区别于常规的线扫描技术，直接采用面阵相机拍摄实际的雨滴影像，计算雨滴在三维空间的实际位置和尺寸。低照度影像的解译技术。降雨过程中大气光环境照度低、雨滴本身的对比度低，高速摄影时快门时间短。这些因素的共同作用下导致原始的观测影像能见度有限，我们采用了统计学习的视觉技术有效的提取出雨滴的信息。雨滴场景的三维重建技术。降雨过程中雨滴在三维空间随机分布，通过摄影测量的三维空间重建技术可以有效的反映真实的雨滴位置，获得雨滴的真实位置并精确的计算获得雨滴的实际直径。观测系统的防雨技术。相机系统、灯光系统都是防雨级别较低的弱电设备，为了长时间在野外作业，为此我们研制了行之有效的防雨的观测窗口技术。应用领域：气象科学研究院、农业气象和水文学、机场公路交通监控产品特点l 面阵相机拍摄实际的雨滴影像l 低照度影像的解译技术l 雨滴场景的三维重建技术l 观测系统的防雨技术 技术参数有效观测窗口长200宽100高200mm系统分辨率0.1毫米系统测量精度雨滴物理尺寸精度1%，速度精度3%系统尺寸长915宽330高360mm总重量8公斤防雨外材质防雨、防雷、耐低温ABS材料工作电源220Vdc交流电系统功率15W软件系统在线高速记录，数据离线分析计算

湿地是地球上最为重要的生态系统类型，具有巨大的环境功能和效益，在提供水源、补充地下水、抵御洪水、调节径流、蓄洪防旱、控制污染、调节气候、控制土壤侵蚀等方面有其它系统不可替代的作用，被誉为&ldquo 地球之肾&rdquo 。 湿地地下水生态观测蒸渗仪通过地下水位模拟控制系统、精准称重系统、根系观测单元、气体通量观测单元、溶质在线分析单元等，原位（In-situ）观测或异地（Ex-situ）模拟观测地下水位变化（0－2m）与湿地土壤蒸散、渗漏、降雨及溶质运移的即时（高时间分辨率）动态变化关系，研究分析湿地土壤水通量、溶质通量、气体通量、持水状况等与地下水位的动态关系，适于三角洲、河滩及洪泛平原、泥炭地、高山湿地及其它地下水位较浅（常年一般维持在0－2m）的土地类型。 湿地地下水生态观测蒸渗仪由德国UFZ环境研究中心Meissner教授与德国UGT公司研制（Patent-No.: 19907462），利用公司特制的原位取土系统采取原位湿地土柱，采用精确的地下水控制系统，可精确重现真实的野外条件。原位湿地地下水生态观测蒸渗仪直接安装在湿地现场（如图一所示），蒸渗仪底部经由平衡水箱通过压力转换器和流量表直接与外界环境（河流或湖泊水体、湿地地下水）相通。异地湿地地下水生态观测蒸渗仪可以安装在远离现场湿地的实验场（比如研究所院内等），原位地下水位经由实时水位监测和数据无线传输，及时在线调控蒸渗仪水位（如图二所示），使蒸渗仪水位一直保持与原位湿地水位一致。如果目标水位（原位水位）与蒸渗仪内的水位相差1cm或以上，地下水位模拟控制系统会自动触发调节机制，使蒸渗仪与原位湿地水位始终保持一致。 1. 原位土柱2. 温度、TDR、水势等传感器及溶液取样器等。3. 地下水水位4. 滤层5. 称重系统6. 平衡箱7. 储水罐8. 调节阀9. 数据采集器图二 安装在异地试验场的湿地地下 水生态观测蒸渗仪 地下水位模拟控制系统的调控机理为：当水位出现不一致（相差1cm）时，首先关闭蒸渗仪和平衡水箱的阀门，然后向平衡水箱注水（或从中抽水），注水水源来自储水罐（抽出的水会存放在储水罐）。此后关闭储水罐和平衡水箱间的阀门，打开平衡水箱和蒸渗仪间的阀门，使得蒸渗仪和平衡水箱水位进行平衡。此过程反复进行，直到蒸渗仪水位达到目标水位。 湿地地下水生态观测蒸渗仪每分钟即可称量记录一次。不仅是降雨、蓄水，还可记录括露水、霜、降雪、沙尘等轻微输入，使得即使是较小的蒸散也可记录到。将15分钟数据的平均，以减小风或野外动物的影响。水分平衡公式如下所示：P + Pond = Et + ( Rout&ndash Rin) ± &Delta S其中P是降雨量， Pond是表面蓄水，Et是蒸散，Rin是地下水流入，Rout是地下水流出，&Delta S是持水量改变。 一旦水分平衡公式中各组分精确测量计算出后，溶质平衡情况可由如下公式计算出：L＝Cs× S其中L为溶质输入，Cs为渗漏溶质浓度，S为渗漏液体积 技术指标： 1. 蒸渗仪规格：表面积1m2，高2m；滤层25cm；可根据需要定制其它规格的蒸渗仪2. 装土类型：特别设计的湿地取土系统取原位湿地土柱3. 高精度称重系统，分辨率：0.01mm，采样频率1min，15min平均一次4. 渗漏测量：翻斗计数器，精确度0.1mm5. 高精度即时地下水位模拟控制系统，精确度1cm6. BTC-100微根窗根系生态观测系统（备选）观测根系生长状况7. 气体通量观测单元用于测量分析湿地土壤CO2、O2和甲烷通量（备选）：气体抽样模块具Baseline配置，可手动或自动定时切换测量大气CO2、O2等气体含量（baseline）和呼吸室内CO2、O2等气体含量，从而更加精确地测量监测土壤气体通量内置温度和大气压传感器，温度压力自动补偿，高稳定性、高精确度氧气测量分析：燃料电池O2分析仪，不受水汽、CO2及其它气体的影响，测量范围1－100％，分辨率0.001%二氧化碳测量分析：双波段非色散红外技术，测量范围0－5％，分辨率0.0001%CH4分析器（外置备选）：双波段非色散红外技术，量程0-10%，精度优于1%，分辨率1 ppm/0.0001%8. 在线原位测量分析总氮、硝态氮和亚硝态氮等9. 传 输：无线传输，用户可在ENVIdata服务器上下载；若用户有固定IP，可直接传输至用户服务器10. 传 感 器：土壤水势、TDR土壤含水量、温度传感器，可根据用户要求选择不同传感器。11. 安装层数：标准30、60、90、120cm深处，每层均安装各种传感器。 国外应用： Doerthe Bethge-Steffense等（2004）利用湿地蒸渗仪控制地下水状况研究了2003年2月对德国schö nbergg Deich 和W ö rlitz湿地的地下水位、土壤含水量、土壤水量平衡（降雨、蒸散、渗漏等）进行了研究。在研究湿地采用梯度气象站监测环境因子，包括土壤温度、水势、含水量，降雨，空气温湿度，地下水位传送给蒸渗仪的控制中心。研究首次直接得到了蒸散和渗漏，结果显示湿地土壤含水率受湿地的地下水位动态影响，受蒸散影响有限。在水量平衡中，蒸散和渗漏使得土壤水储量减少，而这是2月降雨无法补偿的。 参考文献： 1. Doerthe Bethge-Steffens, Ralph Meissner, and Holger Rupp (2004) Development and practical test of a weighable groundwater lysimeter for floodplain sites. J. Plant Nutr. Soil Sci, 167, 516-524R. Meiß ner , M. N. V. Prasad, G. Du Laing and J. Rinklebe（2010） Lysimeter application for measuring the water and solute fluxes with high precision. CURRENT SCIENCE, VOL. 99 NO. 5 601-607.R. Meiß ner and Manfred Seyfarth (2004). Measuring water and solute balance with new lysimeter techniques. SuperSoil 2004: 3rd Australian New Zealand Soils Conference, 5 &ndash 9 December 2004, University of Sydney, Australia. 1-8

农业气象观测仪器可以帮助农民了解农田的生长状况。例如，通过监测光照强度和温度，可以判断农作物是否需要更多的阳光或适当的遮荫。通过监测土壤湿度和降雨量，可以判断农作物是否需要浇水或排水。一、产品简介农业气象观测仪器TH-NQ12农业气象站是一款高度集成、低功耗、可快速安装、便于野外监测使用的高精度气象观测设备。二、产品特点1.低功耗采集器：静态功耗小于50uA2.标配GPRS联网、支持扩展蓝牙、有线传输3.七寸安卓触屏，版本：4.4.2、四核Cortex&trade -A7，512M/4G4.支持modbus485传感器扩展5.太阳能充电管理MPPT自动功率点跟踪6.三米碳钢支架，两节螺纹旋接7.短信报警，超限后向指定的手机上发送短信8.ABS材质防护箱，耐腐蚀、抗氧化，防水等级IP66三、技术参数1.农业气象观测仪器采集器供电接口：GX-12-3P插头，输入电压5V，带RS232输出Json数据格式,采集器供电：DC5V±0.5V峰值电流1A,2.传感器modbus、485接口：GX-12-4P插头，输出供电电压12V/1A,设备配置接口：GX-12-4P插头，输入电压5V3.太阳能供电、配置铅酸电池，可选配30W 20AH/50W 20AH/100W 100AH.充电控制器：150W，MPPT自动功率点跟踪，效率提高20%4.数据上传间隔：1分钟-1000分钟可调5.屏幕尺寸：1024*600 RGB LCD6.部分传感器参数 名 称 测量范围 分 辨 率 准 确 度 风　速 0～30m/s 0.01m/s ±(0.1+0.03V)m/s 风　向 0～360°（16方向） 1/16 3°(1.0m/s) 空气温度 -40-80℃ 0.1℃ ±0.3℃（25℃） 空气湿度 0-100%RH 0.10% ±3%RH 大气压力 30-110Kpa 0.01Kpa ±0.02Kpa(相对) 雨量 ≦4mm/min 0.01mm ±0.2mm 光照 0-18.8W LUX 1lux 5% 二氧化碳 500-5000PPM 1PPM ±50PPM±读数的3% 土壤温度 -40~80℃0.1℃±0.5℃土壤湿度 0-100%0.1%3%土壤电导率EC0-20000us/cm10us/cm±5%土壤PH（探针）3-90.1≤5%/year四、云平台1.CS架构软件平台，支持手机、PC浏览器直接观测、无需额外安装软件。2.支持多帐号、多设备登录3.支持实时数据展示与历史数据展示仪表板4.云服务器、云数据存储，稳定可靠，易于扩展，负载均衡。5.支持短信报警及阈值设置6.支持地图显示、查看设备信息。7.支持数据曲线分析8.支持数据导出表格形式9.支持数据转发，HJ-212协议，TCP转发，http协议等。10.支持数据后处理功能11.支持外置运行javascript脚本