梦入神机,欢乐颂第三季

廣西農(nóng)科院自動(dòng)蒸發(fā)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

2022.01.26

2946

采購(gòu)單位：廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院

使用單位：廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院

安裝地點(diǎn)：武鳴

設(shè)備名稱：自動(dòng)蒸發(fā)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

設(shè)備型號(hào)：XHZ-ZS301

設(shè)備數(shù)量：4套

主要技術(shù)參數(shù)：

㈠功能要求

用于測(cè)量植物蒸騰蒸發(fā)量以及與地下水埋深之間的關(guān)系，分析研究對(duì)比甘蔗和水稻等作物的耗水特點(diǎn)及“SPAC”系統(tǒng)水分運(yùn)移轉(zhuǎn)化規(guī)律、作物水分生產(chǎn)函數(shù)、作物系數(shù)(Kc)；配合其他量測(cè)手段，研究鹽分、水分等在 SPAC 系統(tǒng)中運(yùn)移、轉(zhuǎn)化規(guī)律及其對(duì)作物生長(zhǎng)發(fā)育的影響。適用于土壤科學(xué)及與土壤水相關(guān)過(guò)程的長(zhǎng)期定位研究、觀測(cè)。

㈡系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及參數(shù)要求

自動(dòng)蒸發(fā)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由蒸滲儀系統(tǒng)、大田土壤監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及中心控制軟件等方面組成；蒸滲儀系統(tǒng)包含土箱及稱重平臺(tái)、稱重系統(tǒng)、滲漏量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、地表徑流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集器、配套軟件及數(shù)據(jù)云平臺(tái)、遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)、土壤水分溫度鹽分、水勢(shì)傳感器等組成；大田監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包含棵間蒸發(fā)系統(tǒng)、大田土壤墑情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、陸地水面蒸發(fā)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等組成。

1、儀器工作條件地下內(nèi)相對(duì)濕度：≤90%（30℃～50℃）；地下內(nèi) 工作溫：-20℃～45℃。

2、四套一體式蒸滲儀系統(tǒng)由土箱及稱重平臺(tái)構(gòu)成，總長(zhǎng) 8m，寬5m，深1.5m；單套蒸滲儀土箱及稱重平臺(tái)長(zhǎng) 3.8m，寬 2.3m，深 1.5m；反濾層厚 0.3m，總深度 1.5m，邊界尺寸誤差不大于 5mm，共 4 套。其中鋼結(jié)構(gòu)部分采用噴砂噴漆防腐處理，增強(qiáng)抗氧化性，其中材質(zhì)選用Q235國(guó)標(biāo)鋼材；取土為擾動(dòng)土。

3、大田土壤監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的土壤傳感器采用使用時(shí)域透射測(cè)量技術(shù)(TDT)和自主專利的天線技術(shù)監(jiān)測(cè)土體水分及土體溫度；陸地水面蒸發(fā) 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)：監(jiān)測(cè)方式：稱重式蒸發(fā)皿測(cè)量，與蒸滲儀同步時(shí)間測(cè)量及記錄蒸發(fā)量；棵間蒸發(fā)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)使用迷你蒸滲儀進(jìn)行測(cè)量，定期取大田無(wú)植被土樣更換蒸滲儀土體，放置于主蒸滲儀相同植被環(huán)境下，監(jiān)測(cè)純土體蒸發(fā)，參與蒸滲儀數(shù)據(jù)計(jì)算。

4、數(shù)據(jù)采集與管理系統(tǒng)是所有子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集及處理的調(diào)控部件，由采集主機(jī)進(jìn)行，同時(shí)采集主機(jī)將數(shù)據(jù)緩存，向數(shù)據(jù)平臺(tái)發(fā)送數(shù)據(jù)。監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)需要提供數(shù)據(jù)對(duì)外公共接口，保證監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)能在客戶指定的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)平臺(tái)上存儲(chǔ)、實(shí)時(shí)查看、統(tǒng)計(jì)、匯總、下載等功能。

5、主要的部件與軟件配置

5.1 、土箱及稱重平臺(tái) 1 套。

5.2 、稱重系統(tǒng) 1 套。

5.3 、滲漏量監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 1 套。

5.4 、地表徑流監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 1 套。

5.5 、數(shù)據(jù)采集與管理系統(tǒng)及數(shù)據(jù)云平臺(tái) 1 套，可共用。

5.6 、遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng) 1 套，可共用。

5.7 、土壤水分溫度鹽分監(jiān)測(cè)傳感器 4 套。

5.8 、水勢(shì)傳感器監(jiān)測(cè)傳感器 4 套。

5.9 、棵間蒸發(fā)系統(tǒng) 1 套；大田土壤墑情監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 1 套；陸地水面蒸發(fā)監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 1 套；可共用。

5.10 、配套附件及輔料 1 套。

5.11 、提供儀器設(shè)備的中文安裝手冊(cè)、中文操作手冊(cè)、中文維修保養(yǎng)手冊(cè)等技術(shù)文件，產(chǎn)品合格證、質(zhì)量保證書和產(chǎn)品軟件（中文）等全套資料。

㈢數(shù)據(jù)指標(biāo)的技術(shù)要求

1、蒸散量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

監(jiān)測(cè)方式：稱量土體及箱體重量，使用重量換算蒸發(fā)水量；稱重模式：★直接稱重，單個(gè)箱體（套）采用 4 個(gè)稱重傳感器綜合監(jiān)測(cè)，四個(gè)小區(qū)聯(lián)動(dòng)配合監(jiān)測(cè)；稱重量程：60000kg（60t）；分辨率：100g，0.01mm；精度：500g，0.05mm；輸出：內(nèi)部 RS485 協(xié)議或標(biāo)準(zhǔn) Modbus 協(xié)議；工作環(huán)境：溫度-40～+75℃，濕度 0～100%RH；防水等級(jí)：IP66；供電方式：AC220V +（或）DC24V，可連接太陽(yáng)能供電；可由數(shù)據(jù)采集與管理系統(tǒng)調(diào)整數(shù)據(jù)采集頻率。

2、滲漏量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

監(jiān)測(cè)方式：使用容器收集滲漏水，稱量容器總重量，使用重量換算蒸發(fā)水量；稱重模式：直接稱重，采用 1 個(gè) S 型稱重傳感器，帶有自動(dòng)排水裝置；稱重量程：5kg；分辨率：0.1g；精度：1g；輸出：內(nèi)部 RS485 協(xié)議或標(biāo)準(zhǔn)Modbus 協(xié)議；工作環(huán)境：溫度-40-+75℃，濕度 0-100% RH；可由數(shù)據(jù)采集與管理系統(tǒng)調(diào)整數(shù)據(jù)采集頻率。

3、地表徑流量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

監(jiān)測(cè)方式：使用容器收集徑流水，稱量容器總重量，使用重量換算蒸發(fā)水量；稱重模式：直接稱重，采用 1 個(gè) S 型稱重傳感器，帶有自動(dòng)排水裝置；稱重量程：5kg；分辨率：0.1g；精度：1g；輸出：內(nèi)部 RS485 協(xié)議或標(biāo)準(zhǔn)Modbus 協(xié)議；工作環(huán)境：溫度-40～+75℃，濕度 0～ 100%RH；可由數(shù)據(jù)采集與管理系統(tǒng)調(diào)整數(shù)據(jù)采集頻率。

4、單套蒸滲儀傳感器布設(shè)：①土壤水分溫度電導(dǎo)率傳感器：從距地表 20cm、50cm、80cm、110cm 埋設(shè)傳感器，共 4 個(gè)探頭；②土壤水勢(shì)傳感器：距地表 20cm、50cm、80cm、110cm 埋設(shè)傳感器埋設(shè)埋設(shè)傳感器，共 4 個(gè)探頭；可由數(shù)據(jù)采集與管理系統(tǒng)調(diào)整數(shù)據(jù)采集頻率。

5、土壤水分、溫度、電導(dǎo)率三參數(shù)傳感器一體式：量程：0-100%，-40-80℃，0-23dS/m；分辨率：0.08%，0.1℃，0-7ds/m 內(nèi) 0.01dS/m；精度：±1～3%，±0.5℃，0-7ds/m 內(nèi)±5%；輸出：SDI-12；線纜長(zhǎng)度：默認(rèn) 5 米；密封材料：環(huán)氧樹脂；防護(hù)等級(jí)：IP68；傳感器尺寸：整體厚度不超過(guò) 1.5cm，探針長(zhǎng)度不超過(guò) 5cm；可由數(shù)據(jù)采集與管理系統(tǒng)調(diào)整數(shù)據(jù)采集頻率。

6、土壤水勢(shì)范圍：-9kPa～-2,000kPa（1.96～4.31pF），分辨率：0.1kPa，準(zhǔn)確度：±(讀數(shù)的 10%+ 2kPa)@-9kPa～-100kPa，傳感器類型：頻域，帶校準(zhǔn)的陶質(zhì)板；土壤溫度范圍：-40～60℃，分辨率：0.1℃，準(zhǔn)確度：±1℃；傳感器類型：熱敏電阻；測(cè)量頻率：70 MHz；輸出： SDI-12 通訊協(xié)議；遵循標(biāo)準(zhǔn)： ISO 9001:2015 標(biāo)準(zhǔn)下生產(chǎn)；EM ISO/IEC 17050:2010 (CE 標(biāo)志)。

7、大田土壤監(jiān)測(cè)系統(tǒng)參數(shù)如下：

7.1 、大田土壤墑情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

土壤傳感器采用使用時(shí)域透射測(cè)量技術(shù)(TDT)和自主專利的天線技術(shù)監(jiān)測(cè)土體水分及土體溫度；傳感器垂直安裝，可以一次測(cè)量多個(gè)土壤層，每個(gè)區(qū)域可對(duì) 15 厘米(6 英寸)深度的土壤進(jìn)行平均含水量的測(cè)量，共測(cè)量 3 層 0-45cm；安裝方式：直接安裝，不允許擾動(dòng)大田土體；★土壤含水量量程：可輸出 0～100%VWC（體積含水量）；土壤含水量精度：相對(duì)誤差≤±2.0%（8%~42%VMC）；土壤溫度量程：-20～70℃，土壤溫度精度：±0.5℃；穩(wěn)定時(shí)間：通電后<1s；單次采集耗電量：<20mWH；通信方式：數(shù)字通信，可支持 RS485/SDI-12；供電方式：6～ 14VDC(18VDCmax)；工作電流：待機(jī)＜0.5mA，工作<20mA（<100ms）；傳感器材料：與土壤接觸部分為非金屬材質(zhì)、不影響土壤化學(xué)性質(zhì)，可在工作壽命期內(nèi)長(zhǎng)期浸泡條件下正常工作，有較高強(qiáng)度，耐酸堿腐蝕，耐高低溫，低溫凍結(jié)時(shí)不會(huì)出現(xiàn)凍裂；工作環(huán)境溫度：-20～70℃；工作環(huán)境濕度：0～100％RH；可由數(shù)據(jù)采集與管理系統(tǒng)調(diào)整數(shù)據(jù)采集頻率。

7.2 、陸地水面蒸發(fā)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)：監(jiān)測(cè)方式：稱重式蒸發(fā)皿測(cè)量，與蒸滲儀同步時(shí)間測(cè)量及記錄蒸發(fā)量；監(jiān)測(cè)量程：可連續(xù)稱量，自動(dòng)累計(jì)，具有自動(dòng)補(bǔ)水功能；蒸發(fā)量分辨率：0.001mm；蒸發(fā)量精確度：0.01mm；輸出：內(nèi)部RS485 協(xié)議或標(biāo)準(zhǔn) Modbus 協(xié)議；工作環(huán)境：溫度-40～+75℃，濕度 0～100%RH；防水等級(jí)：IP66；供電方式：AC 220V 或 DC 24V，可連接太陽(yáng)能供電；可由數(shù)據(jù)采集與管理系統(tǒng)調(diào)整數(shù)據(jù)采集頻率。

7.3 、棵間蒸發(fā)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

監(jiān)測(cè)方式：使用迷你蒸滲儀進(jìn)行測(cè)量，定期取大田無(wú)植被土樣更換蒸滲儀土體，放置于主蒸滲儀相同植被環(huán)境下，監(jiān)測(cè)純土體蒸發(fā)，參與蒸滲儀數(shù)據(jù)計(jì)算；稱重量程：10kg；分辨率：0.01mm；精度：0.05mm；輸出：內(nèi)部RS485 協(xié)議或標(biāo)準(zhǔn) Modbus 協(xié)議；工作環(huán)境：溫度-40～+75℃，濕度 0~100%RH；可由數(shù)據(jù)采集與管理系統(tǒng)調(diào)整數(shù)據(jù)采集頻率。

8、數(shù)據(jù)采集與管理系統(tǒng)

系統(tǒng)中所有子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集及處理都由采集主機(jī)進(jìn)行，同時(shí)采集主機(jī)將數(shù)據(jù)緩存，向數(shù)據(jù)平臺(tái)發(fā)送數(shù)據(jù)。主處理器：高性能 CortexM 系列處理器；內(nèi)部存儲(chǔ)：512M 高可靠性 NorFlash；外部存儲(chǔ)：USB 接口， TF 卡；通信接口：2/3/4G 全網(wǎng)通無(wú)線傳輸接口，以太網(wǎng)接口，RS485 接口；可擴(kuò)展選配模塊：SDI-12 采集模塊，RS485Modbus 采集模塊，模擬量采集模塊，4-20mA 采集模塊，輸入輸出控制模塊等；數(shù)據(jù)采集：可設(shè)置采樣間隔及采集數(shù)據(jù)類型，采樣間隔 1 分鐘至 4 小時(shí)可配置；數(shù)據(jù)下載：本地 U 盤/TF 卡下載，遠(yuǎn)程云平臺(tái)存儲(chǔ)下載；本地人機(jī)界面：液晶顯示，按鍵交互，可查看數(shù)據(jù)及設(shè)備狀態(tài)，可進(jìn)行數(shù)據(jù)管理；位置及時(shí)間：自帶 GPS/北斗，可自動(dòng)獲得安裝位置，可自動(dòng)同步時(shí)間；工作環(huán)境：溫度-30～+75℃，濕度 0～100%RH；供電方式：AC220V 或DC24V，可連接太陽(yáng)能供電；提供外接數(shù)據(jù)接口。

8.1 、蒸滲儀數(shù)據(jù)采集及控制軟件

云平臺(tái)服務(wù)中心接收數(shù)據(jù)，用戶只要能上網(wǎng)，既可瀏覽實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)傳輸：各種數(shù)據(jù)以設(shè)定的時(shí)間間隔（分鐘、每小時(shí)、每天）發(fā)送到云平臺(tái)上；軟件模塊：用戶管理、系統(tǒng)設(shè)置、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、多種匯總（小時(shí)、日、周、旬、月等）數(shù)據(jù)走勢(shì)（數(shù)據(jù)圖）、數(shù)據(jù)報(bào)告、歷史數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)下載：Excel 格式。

8.2 、系統(tǒng)防護(hù)：系統(tǒng)具有的防雷措施，并使各模塊間獨(dú)立運(yùn)行，一塊受損或缺失不影響其他模塊運(yùn)行。

8.3 、蒸滲儀上沿需做裙邊保護(hù)，且裙邊與蒸滲儀土箱之間采用不銹鋼護(hù)邊保護(hù)。

8.4 、提供 UPS 電源保障，在市電供電斷電36小時(shí)內(nèi)，電源系統(tǒng)能夠保證測(cè)定系統(tǒng)的正常工作。

8.5 、所生產(chǎn)的稱重式土壤蒸滲儀符合國(guó)家《企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)信息公共服務(wù)平臺(tái)》公示的標(biāo)準(zhǔn)，并提供證明文件。

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