农田面积测量仪

荷兰应用科学院（TNO, the Netherlands Organisation for Applied Scientific Research）和荷兰国家公共卫生与环境研究所（RIVM, National Institute for Public Health and the Environment）的联合研究团队发表了一篇题为“ Field comparison of two novel open-path instruments that measure dry deposition and emission of ammonia using flux-gradient and eddy covariance methods ”的研究论文，现已发表于《Atmospheric Measurement Techniques》。实验背景人类通过农业、工业和燃烧过程改变了全球氮循环，导致地球系统中反应性氮(Nr)水平提高。氨气(NH3)的干沉降是氮沉降的重要组成部分，特别是在荷兰，占总氮沉降的三分之一以上。因此，准确量化NH3的生物圈-大气交换对于研究区域和全球范围内的NH3预算、监测趋势、评估减排效果和改进空气质量和沉降模型至关重要。然而，直接长时间连续测量NH3交换的数据相对较少。论文摘要在荷兰Cabauw的Ruisdael站进行的一项为期5周的实验，比较了两种新型开放光路测量设备。实验中使用了Healthy Photon HT8700E大气氨激光开路分析仪和另外一种基于空气动力学梯度技术的激光开路分析仪。两种仪器分别采用了不同的测量原理和技术，前者采用涡度协方差法(EC)，后者采用空气动力学梯度法(AGM)。尽管两者的测量原理不同，但在无障碍均匀地形条件下，两者的测量结果高度相似，相关系数达0.87，累计通量差异约为10%。仪器部署这项研究比较了基于涡动相关技术的HT8700E大气氨激光开路分析仪和另外一种基于空气动力学梯度技术的激光开路分析仪在测量氨气（NH3）干沉积和排放方面的性能。实验地点：荷兰Cabauw研究站的草地上时间段：2021年8月24日至10月11日，为期7周设置：HT8700E安装在一个钢制支架上，光路中心距地面2.80米。另外一种激光开路分析仪放置在一个小容器中，两个22.1米的光路分别位于0.76米和2.29米高处。还配备了超声风速计和其他辅助仪器以测量三维风速和气体浓度。实验结果通量测量：两种仪器在测量氨气通量方面的结果非常相似（相关系数r = 0.87）。累计通量差异约为10%，前提是上风方向的地形均匀且无障碍物。HT8700与另外一种激光开路分析仪所测量的氨通量变化显示高度的一致性运行时间：HT8700E在下雨期间和下雨后不久数据有效性较低，并且其早期产品使用的光学镜面涂层可能会退化，导致约21%的数据缺失，针对此问题海尔欣昕甬智测升级了光学镜面，采用了一种全新的镜面涂层技术，增强耐腐蚀性，有效解决了数据缺失问题，并已经交付客户使用。另外一种激光开路分析仪一旦运行，其正常运行时间可达100%，但需要定期重新校准（7周运行时间的35%）。Healthy Photon HT8700E基于涡动相关技术，提供最直接的表面-大气气体交换测量，采用量子级联激光器（QCL）技术，避免了封闭路径系统中使用进样管导致的信号损失。对电力需求低，安装更便捷，可用于偏远地区的监测。虽然HT8700E在恶劣天气条件下的独立运行时间有限，但在适当的情况下，该系统仍然可以提供良好的结果，为未来的升级迭代版本打开了良好的前景，目前HT8700E经过产品升级，增加自动清洗、降雨传感、镜片加热模块，能够更好的应对野外环境气候，以保证实地的长期观测，使仪器分析结果更精准、更可靠。Refer：Swart D.et al., Field comparison of two novel open-path instruments that measure dry deposition and emission of ammonia using flux-gradient and eddy covariance methods. Atmospheric Measurement Techniques, 16(2), 529-546, 2023.

Dynamics of ammonia volatilisation measured by eddy covariance during slurry spreading in north ItalyRossana Monica Ferraraa, Marco Carozzib,*, Paul Di Tommasic, David D. Nelsond, Gerardo Fratinie, Teresa Bertolinif, Vincenzo Magliuloc, Marco Acutisg, Gianfranco Ranaaa Consiglio per la ricerca in agricoltura e l’analisi dell’economia agraria—CREA, Research Unit for Cropping Systems in Dry Environments, via C. Ulpiani 5, 70125 Bari, Italy b INRA, INRA-AgroParisTech, UMR 1402 ECOSYS, Ecologie fonctionnelle et écotoxicologie des agroécosystèmes, 78850 Thiverval-Grignon, Francec National Research Council of Italy, Institute for Mediterranean Agriculture and Forest Systems (CNR-ISAFoM), 80056 Ercolano, Italy d Aerodyne Research Inc., Billerica, MA 01821, United States e LI-COR Biosciences GmbH, Siemens Str. 25a, 61352 Bad Homburg, Germany f Euro-Mediterranean Center on Climate Change (CMCC), Via Augusto Imperatore 16, 73100 Lecce, Italy g University of Milan, Department of Agricultural and Environmental Sciences, via G. Celoria 2, 20133Milan, Italy摘要2009和2011年春在意大利北部农田两次测量污泥施肥后氨气排放扩散试验，从施肥、耕地作业至排放现象结束用窝动相关法EC测量氨气通量变化。涡动相关法系统配备Aerodyne氨气快速测量仪能持续监测施肥后氨气挥发情况，分别在24h和30h后耕地作业监测到氨气挥发量突然降低。其中两次试验最大氨气排放为138.3和243.5ugm-2s-1，施肥7天后NH4-N总损失为19.4%和28.5%。试验发现涡动相关法和反向拉格朗日随机模型在动态排放量化结果一致，同时由于排放扩散和气象条件关系因素造成两次试验氨损失不同。结果表明为了提高施肥后氮效率耕地作业最好接近24h内进行，气候条件限制氨气排放（如多云、低温）。概述氨气在气候化学和许多与之相关排放和沉降环境问题扮演重要角色。在欧盟27个成员国中90%氨气来源农业肥料的储存和扩散，畜牧业和合成肥料使用。评估施肥作业中氨气损失与田野和农场氮平衡关系提高农业氮效率合适技术。试验地点试验地点时间为2009（SI-09）3.9ha和2011（SI-11）4.3位于意大利北部Po Valley，两块试验田相邻且农业管理相近。SI-09试验时间为2009.3.26-4.3污泥施肥为87m3/ha,8：00am开始，24h后耕地作业深25cm,持续时间分别为7和1.5h,氨态氮总量为95kg/ha NH4-N。SI-11试验时间为2011.4.6-4.13污泥施肥为75m3/ha,8：30am开始，30h后耕地作业深25cm,持续时间分别为5和2h,氨态氮总量为109kg/ha NH4-N。测量方法01两种氨气浓度测量方法ALPHA被动式扩散采样器位于逆风向距离试验田2.3km测量氨气环境背景值，柠檬酸滤纸捕获氨气比色法测量，。Aerodyne QC-TILDAS氨气快速分析仪监测分子在967cm-1处对辐射的吸收测量每摩尔湿空气摩尔氨气，为了保证数据可靠性每6h用标准化氨气罐进行自动校正。02涡动相关法(EC)测量氨气通量把垂直方向的瞬时风速和氨气浓度的协方差定义为氨气垂直方向通量，采样间隔为30分钟，并考虑到空气密度改变WPL对其结果的影响，WPL作用通常取决于气体背景浓度和通量的等级。EC系统放置在试验田中间，离边界SI-09为78m和SI-11为93m，配备Gill-R2 Sonic Anemometer三维声波风速仪和Aerodyne QC-TILDAS氨气浓度测量仪， 模拟信号从QC-TILDAS传导至Sonic Anemometer，通过EddySoft 软件同时将模拟信号和风速数据进行整合，使用EddyPro软件线下计算每半小时氨气通量。在湍流通量计算失效后系统对试验数据自动进行筛选，同时由于EC系统光谱衰减不可避免性使用频率响应修正系数法对通量损失进行校准。03分散模型反向拉格朗日随机模型（bLS）推测氨气的扩散，使用三维声波风速仪的湍流参数u*,L和Aerodyne QC-TILDAS测量的氨气浓度，ALPHA背景浓度值结合GPS记录排放源区进行建模。数据分析01气象数据对SI-09和SI-11气象数据和微气候数据进行整理（雨量、温度、湿度、风速、太阳辐射、摩擦速度u*和稳定参数z/L）对比，总体SI-09比SI-11气候条件更稳定不利于氨气扩散。02通量源区SI-09试验中白天和晚上89和87%通量来源于试验田中，在SI-11试验中白天和晚上96和94%通量来源于试验田中。SI-09白天(40m比61m)和晚上(76m比164m)的通量源区最大峰值都小于SI-11，主要归结于SI-11更高的大气稳定性。03氨气浓度和氨气通量氨气浓度分析：如图Fig.6由ALPHA被动式采样器和Aerodyne QC-TILDAS测量氨气浓度对比结果看出两种测量结果趋势相似，证实了采集数据的有效性，SI-09和SI-11的RMSE为114.3和102.5ugNH3m-3，R2为0.89和0.9，斜率为1.21和0.95，CRM为-0.04和-0.06。在SI-09中ALPHA和QC-TILDAS浓度有明显差别，周围环境条件是实质因素如高湿度97.7%、低温11.7℃和低风速0.88m/s。氨气通量分析：如图Fig7a-d显示两次试验氨气浓度值和通量表以及空气土表温度湿度总辐射和降雨量。两次试验氨气通量巨大差异主要由于天气条件，特别是SI-11空气温度比SI-09高有利于挥发，同时SI-09降雨和空气温度降低减少了氨气挥发；虽然两次试验耕地作业时间不同，但从标准化氨气累计损失看时间动态非常相似，天气条件是影响氨气浓度和通量主要因素。下图Fig.9显示EC系统和bLS对两次试验通量对比，bLS对于SI-09通量数值稍有高估，对于SI-11有些低估。但显出两种试验方法在两次试验的一致性。结论Aerodyne QC-TILDAS气体监测仪在测量粘性气体NH3优势原理：Aerodyne痕量温室气体&同位素气体监测仪使用可调谐红外激光直接吸收光谱(TILDAS)，在中红红外波长段，来探测分子最显著的指纹跃迁频率。直接吸收光谱法，可以实现痕量气体浓度的快速测量（1s）；采用像散型多光程吸收池技术实现激光可控通道数大于200个,有效测量光程可达76m甚至更长，有效的提高氨气分子的测量精度。NH3、HONO等粘性分子测量优势：粘性气体NH3化学性质活跃，粘性非常大，易于附着在器壁或固体颗粒上，且其易于在气相和颗粒相之间相互转化，这些特性造成了其测量的困难性。★测量精度为ppt级 1S 100SNH3 50ppt 10pptHONO 210 ppt 75 ppt★活性钝化系统（Aerodyne Active Passivation system），提高粘性分子的响应时间，且对高频10HZ测量有着很小的损失量（如图）采用活性钝化系统后，NH3测量的时间常数和高频通量变化（时间常数更快，高频通量损失修正更少）★惰性颗粒分离装置（Aerodyne Inertial Inlet），有效减小颗粒对粘性分子的影响，保证进样口及内部镜片的整洁★特殊渗透管路（permeation tube），减小管路壁的黏着，并有效减小管路中的水凝结及压力★针对全自动动态箱测量，采用特殊telflon材料，具备critical orifice装置，多通路同时进气，并采取气压式控制方式，降低能耗。★采用全新中红外光谱范围，可以测量更多分子，并保证精度，如NH3、O3和CO2；HONO、N2O可在一个激光下测得，如果采用双激光，可测量更多的气体分子。★与普通气体分子具备一致的快速响应时间（10HZ）★适配于涡度协方差测量和全自动箱自动测量，并可通过独特采样系统实现自由切换。活性钝化系统 Aerodyne 双激光直接吸收法分析仪在N2O、NH3、HONO、COS等痕量温室气体及含N同位素气体δ15Nα /δ15Nβ /δ18O；含C同位素气体δ13C/δ18O、H16OH/H18OH/H16O；12C17O16O/13C18O16O 及δ13C/δD/CH4 的应用文献和观测方案，请来电垂询。

简介：便携式接触角测量仪在测量大表面功能材料时也可以起到很大的作用。大表面功能材料通常用于涂层、包装、过滤和其他工业应用中，其表面性质的评估对于了解材料的真实性能非常重要。传统的接触角测量方法通常需要将样本送回实验室使用台式接触角仪进行分析，这会浪费时间和资金，并且可能会导致结果不准确。而便携式接触角测量仪可以在现场快速测量，无需将样本送回实验室，节省了时间和成本。同时，由于便携式接触角测量仪比台式接触角仪更为灵活，因此可以轻松测量大面积样本或难以到达的表面区域。此外，最新的便携式接触角测量仪还可以使用智能移动设备进行操作，例如手机或平板电脑，使操作更加便捷和可靠。因此，便携式接触角测量仪在大表面功能材料的评估和测试领域具有很广泛的应用前景。便携式接触角测量仪具有以下优点：精度高：便携式接触角测量仪采用先进的技术，可以提供极高的测量精度和准确性，确保测量结果的可靠性。操作简单：便携式接触角测量仪可以使用智能移动设备进行操作，界面简洁明了，使用起来非常方便。多功能：便携式接触角测量仪支持多种测量模式，可根据实际需要进行选择，减少了不必要的测量步骤。数据分析：便携式接触角测量仪可以将测量结果直接传输到电脑或云端进行分析，方便用户进行数据处理和报告生成。节约成本：便携式接触角测量仪可以帮助用户减少外包服务和材料成本，提高工作效率和准确性。北斗仪器CA60便携式接触角的参数：型号CA60便携手持式光学接触角测量仪进液系统进液控制移动行程：30mm,精度：0.01mm滴液控制模式手动，精度：0.1ul加液方式手动微量进样器容量：250ul针头标配0.5mm不锈钢针头（可替换）20个成像系统镜头Subpixel级别0.7-4.5远心轮廓深度定制镜头相机日本SONY原装进口高速工业级芯片(Onsemi行曝光)传感器类型1/1.8 英寸逐行扫描CMOS分辨率1280× 1024帧率80帧/s（可选配全局曝光高速400帧/s的相机）光源系统组合方式采用石英扩散膜与均光板使得亮度更均匀，液滴轮廓更清晰光源采用进口CCS工业级蓝色冷光源（有效避免因光源散发热量蒸发液滴），使用寿命可达5万小时以上亮度调节PWM数字调节光源波长460-465nm功率10W接触角测量接触角测量方法悬滴法、座滴法、前进角、后退角、薄膜法等测量软件CA V1.2.1静/动态接触角测量软件+表面能测量软件软件操作系统要求windows 10(64位)接触角测量方式自动与手动接触角计算方法（static contact angle）自动拟合法（ms级别一键全自动拟合，不存在人工误差）、三点拟合、五点拟合、自动测量（包括圆拟合法/斜圆拟合法（Circle method/ Oblique Circle）、椭圆拟合法/斜椭圆拟合法(Ellipse method /Oblique Ellipse)）、凹凸面测量等动态接触角测量（Dynamic contact angle）前进角（Advancing angle），后退角（receding angle），滞后角（hysteresis angle）(可批量拟合多张图片或视频连续拟合计算Video analysis)基线拟合自动与手动角度范围0°＜θ＜180°精度0.1°分辨率0.001°表面能表面能测量方法Fowks法，OWRK法，Zisman法，EOS法，Acid-Base Theory法,Wu harmonic mean法,Extended Fowkes法（软件中预装37种液体数据库，可自行建立液体性能参数）数据可直接调入用于表面能估算，液体库数据可自行添加、删除和修改。可分别得到固体表面能、色散力、极性力、氢键力、范德华分量、路易斯酸分量、路易斯碱分量等表面能单位MN/m其他机架型材欧标160输入电源5V仪器尺寸约98mm（W）*50mm(L)* 140mm(H)仪器重量约0.5KG表界面张力测量方法 自动拟合+手动拟合精度0.01MN/m测量范围0.1MN/m-2000MN/m润湿性分析粘附功一键自动分析铺展系数一键自动分析粘附张力一键自动分析精度0.001 MN/m单位MN/m 便携式接触角测量仪在材料科学、医学、环境监测等领域都有广泛的应用。同时，随着科技的不断进步，便携式接触角测量仪的性能和功能还将不断得到提升和改善，进一步拓展其应用范围。