Request Quote | Specification sheet | FAQ | Reference List

Метод измерения потока сока путем отношения теплот

HRM Heat Ratio Method Sapflow sensor installed in a tree trunk.

Метод измерения потока сока путем отношения теплот (HRM) – модификация компенсационного метода тепловых импульсов (CHPM). HRM – усовершенствованный вариант CHPM, допускающий измерения при очень медленной скорости потока и даже обратном течении сока. Он позволяет регистрировать водные потоки в стволах и корневой системе в широком диапазоне видов, размеров растений и окружающих условий, включая засуху.Разработанный Университетом Западной Австралии и партнерскими организациями, ICRAF и CSIRO, HRM датчик был проверен при помощи гравиметрических измерений транспирации и используется для публикуемых исследований потока сока с 1998 г. Burgess, S.S.O., et.al. 2001 An improved heat pulse method tomeasure low and reverse rates of sapflow in woody plants Tree Physiology 21, 589-598.

Способ измерений

HRM – термометрический способ измерения водного потока в ксилеме, который использует короткий импульс тепла в качестве следа (индикатора). Величина и направление водного потока вычисляются путем измерения отношения тепла, транспортируемого к двум симметрично расположенным от нагревателя температурным датчикам.

Устройство датчика

НRM датчик состоит из трех игл или зондов, длиной 30 мм, интегрально соединенных с 16-битовым микропроцессором. Верхний и нижний зонды включают два набора очень тонких мед-константановых термопар, расположенных в 7.5 мм и 22.5 мм от вершины каждого зонда. Третий, центральный зонд – линейный нагреватель, который проходит через всю длину зонда и поставляет однородный тепловой импульс в заболонь дерева.

Интегральный микропроцессор является сердцем HRM-датчика, делая его совершенно автономным „Включи и Работай“ Умным Датчиком (Plug & PlaySmartSensor). Все операции и подсчеты контролируются микропроцессором, который автоматически трансформирует аналоговые нановольтовые сигналы в калиброванный серийный выходной сигнал. Программные параметры, такие как интервал теплового импульса, количество входной энергии, размещение игл и частота измерений – все заложены в память устройства. Используя SL5 Умный Логгер (SmartLogger),HRM-датчик выдает полную информацию, включающую такие детали, как заряженность внешней батареи, длительность теплового импульса, требуемую для доставки точного количества тепловой энергии в Джоулях, повышение температуры, следующее за предыдущим тепловым импульсом, отношение температур между термопарами, температуру референтной иглы и все параметры, используемые при подсчете скорости или потока сока.

Выходные данные

HRM-датчик обеспечивает три уровня измерений транспирации; первичные (сырые) скорости тепловых импульсов, откорректированные скорости сока (оба – в см в час) и калиброванный водный поток в литрах в час.

Измерение сырой скорости теплового импульса – самый простой вид операции. Все, что для этого требуется – это установка датчика и нажатие кнопки, после чего датчик автоматически начинает считывать данные. Считанные сырые данные могут подвергаться последующей обработке с использованием электронной таблицы программы Excel со всеми необходимыми коэффициентами пересчета для обеспечения измерений или линейной скорости сока или объемного потока сока. В случае, если все необходимые параметры (как, например, ассиметрия базовой линии множителя и ошибка регулировки; коэффициент температуропроводимости; коэффициент корректировки повреждений; фактор, учитывающий объем свежей массы; площадь заболони) уже известны, тогда они могут быть введены прямо в микропроцессор и сохранены в памяти. Тогда измерения будут автоматически пересчитываться и записываться в калиброванных единицах уже скорректированной скорости или объемного потока сока.

Влияние размещения зонда

Установка зондов – самая распространенная причина ошибок у всех методов измерения скорости потока тепловыми импульсами. Т.к. HRM-зонды разрешают нулевые скорости потока, простая калибровка может быть проведена, когда поток остановлен (из-за метеорологических условий или, более аккуратно, остановкой потока путем надреза ксилемы), что позволяет скорректировать скорость потока и его базовую линию. Благодаря чему возможны очень аккуратное различие направления потока и правильная оценка потерь воды в ночное время при расчетах водного баланса растения.

Влияние времени

Из-за возможных повреждений во время имплантации зонда и обычно малой асимметрии возникающей при инсталляции датчика, отношения теплот со временем изменяются. По этой причине данные считываются многократно в промежутке между 60-100 секунд после теплового импульса, когда отношения теплот наиболее устойчивы и линеарны. Многократное считывание и использование 16-битового микропроцессора с предусилителем с ультра-низким шумом устраняет все шумовые сигналы и приводит к высокому качеству измерений.

Коррекция влияния повреждений

Внедряемые датчики часто приводят к механическим повреждениям и остановке потока закупоркой или блокировкой сосудистой ткани растений. Это приводит к образованию непроводящей ткани вокруг зонда. Поправка на эти повреждения важна для получения точных результатов. Коэффициенты коррекций для повреждений разных размеров, установленные с помощью цифровых моделей, позволяют проводить точные коррекции. Эти коррекции могут проводиться автоматически самим датчиком или вручную с помощью электронных таблиц после сбора сырых дат скоростей тепловых импульсов.