产品介绍
闭路涡动通量传感器系统是一套高精度、高稳定性的能量与物质交换观测设备，采用闭路式气体通道设计，有效减少外部环境干扰与水汽凝结问题，显著提升通量观测数据的可靠性和连续性。系统集成了闭路式三维超声波风速风向传感器、CO2/H2O二氧化碳水汽分析仪及高精度温湿度传感器，能够在环境条件下长时间稳定运行。设备广泛应用于农田生态系统、森林、草地、湿地、大气边界层能量平衡研究及气象、水文、生态环境监测领域。
功能特点
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闭路式气体采样通道，减少水汽冷凝和颗粒污染，提高数据连续性
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三维超声波风速风向测量，高速输出，支持100Hz数据频率
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风速测量精密度，Ux、Uy方向1mm/s，Uz方向0.5mm/s（RMS）
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风向测量精度达到0.6°，支持0～360°观测
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CO2、H2O浓度同步测量，CO2量程0～1000µmol/mol，H2O量程0～75mmol/mol
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CO2测量准确度小于1%，H2O测量准确度小于2%，温漂小，漂移率低
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金属外壳设计，具备防雨、防尘和高抗风能力，抗风速可达75m/s
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内置加热功能，防止探头在低温环境下结冰影响测量
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超声波温度分辨率优异，达到＜±0.025℃（RMS）@25℃
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温湿度传感器精度高，温度±0.17℃，湿度±1%，响应时间短，长期稳定性好
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全系统工作温度范围宽广，适应-40～85℃温差环境
监测原理
闭路涡动通量传感器系统基于涡动相关法（Eddy Covariance）原理，通过同步记录地表与大气之间水汽、二氧化碳通量及动量交换的数据。三维超声波风速风向传感器实时测量气流矢量变化，CO2/H2O分析仪快速分析气体浓度波动。通过高频协方差计算，得到单位面积上的物质或能量通量值。闭路式结构能够避免水汽冷凝和颗粒物影响，尤其适合在高湿环境和寒冷地区长时间观测。
设备参数
三维超声波风速风向传感器
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测量输出频率：100Hz
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风速量程：0～60m/s
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启动风速：0.3m/s
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抗风强度：75m/s
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风速测量精度：Ux、Uy方向1mm/s（RMS），Uz方向0.5mm/s（RMS）
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风向量程：0～360°
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风向测量精度：±0.6°
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外壳材质：金属（带加热功能）
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工作温度/湿度：-40～85℃，0～99%RH
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超声波温度分辨率：＜±0.025℃（RMS）@25℃
闭路式CO2/H2O分析仪
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CO2量程：0～1000µmol/mol
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CO2准确度：＜1%
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CO2零点温漂：±0.3µmol/mol/℃
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CO2增益漂移：读数的±0.1%/℃
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H2O量程：0～75mmol/mol
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H2O准确度：＜2%
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H2O零点温漂：±0.05mmol/mol/℃
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H2O增益漂移：读数的±0.3%/℃
温湿度传感器
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温度量程：-80～60℃（铂电阻RTD）
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湿度量程：0～99%RH
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温度精度：±0.17℃（20℃时）
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湿度精度：±1%RH（20℃时）
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响应时间：10秒
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温度依赖性：±0.05%RH/℃
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长期稳定性：＜1%RH/年
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输出信号：0～1VDC
应用行业
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农业生态系统碳水通量监测
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森林生态系统能量交换研究
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湿地、大型水体蒸发与气体通量观测
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大气边界层湍流特性分析
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气候变化与碳循环研究
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城市生态环境监测及碳排放评估
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高寒区、极地地区水汽碳通量长期观测
安装方式
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安装在通量观测塔架（高度根据植被情况选定）
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风向无障碍环境，无遮挡，确保数据连续性
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设备水平安装，传感器保持稳定对齐
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采样管路短、直，防止水汽冷凝影响
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系统整体接地处理，防止雷击及静电干扰
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适配加热系统在寒冷环境下自动开启，防止结冰
使用场景
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农田CO2通量与水分蒸发量动态观测
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森林碳收支研究项目
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河湖湿地大气交换监测项目
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城市绿地碳源/汇效应评估
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风电场大气湍流特性分析
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沙漠化区域能量通量监测与生态修复评估
效果分析
闭路涡动通量传感器系统通过高频、精准、同步的气流与气体浓度数据采集，极大提高了涡动通量观测的准确性与稳定性。尤其在高湿、寒冷或粉尘多的环境下，闭路式设计有效抑制了传统开路系统中常见的水汽凝结、污染堵塞等问题，减少数据丢失与系统维护频率。数据可直接用于计算地表蒸散发量、碳交换通量等关键生态指标，为碳中和、生态恢复、气候变化监测等科学研究和工程实践提供可靠支撑。
国标规范
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GB/T 21395-2008《通量观测系统通用技术条件》
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GB/T 27930-2011《环境空气质量监测技术规范》
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SL 239-1999《蒸发观测规范》
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WMO No.8《世界气象组织观测指南》
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ASTM D4432-2017《地表气象观测标准方法》
参考文献
[1] 王炜等.《涡动相关法通量观测理论与实践》
[2] Baldocchi D.《Measuring Fluxes of Carbon, Water and Energy between Ecosystems and the Atmosphere》
[3] 国家.《地表能量平衡观测手册》
[4] Burba G.《Eddy Covariance Method for Scientific, Industrial, Agricultural, and Regulatory Applications》
[5] 国际大气研究计划（IGBP）.《碳循环观测指南》
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