1 背景

土壤呼吸是陸地生態系統的主要碳源，土壤碳庫細微的變化都將對大氣CO₂濃度造成重大影響，因此研究土壤碳動態及其CO₂排放對于預測大氣CO₂濃度變化成為迫切的重要課題。近幾年國外進行了一系列創造性技術方法研究，ENVIdata-SC 土壤剖面CO₂梯度監測系統即是根據上述研究而研發集成的原位CO₂持續監測集成系統。

2 系統工作原理及特點

ENVIdata-SC土壤剖面CO₂梯度監測系統由數據采集器、CO₂梯度傳感器組成。按用戶設定的測量間隔定時、自動測量CO₂梯度參數。

該系統通過Internet傳輸數據，用戶無需到測點下載數據，只要能上網，可隨時查看系統運行情況、下載最新和歷史數據。

3 傳感器

3.1 CO₂梯度傳感器

由采氣矛、氣泵、CO₂傳感器組成

采氣矛提取土壤中的氣體并通過氣泵和管道輸送到傳感器，這種氣體是通過疏水性聚合物多孔氣體擬定的。因此，不受土壤基質、污染物和水的干擾。

采集點到數采最遠距離可達2米

測量范圍：0 … 10000 ppm可選

3.2 探頭式土壤水分、溫度、鹽分傳感器

基于TDR（Time domain Reflectometry with Intelligent MicroElements）時域反射技術的TRIME傳感器可方便、非擾動原位持續測量土壤剖面水分、溫度、電導率，

4、ENVIdata數據傳輸和管理

該系統直接將數據傳送到中國生態數據網上，通過對監測的生態環境因子的時序變化和相關性分析，確定監測對象的狀態發展。

ENVIdata 服務器軟件既可以作為獨立的應用軟件，運行在用戶的服務器上；也可以運行在澳作公司安全的服務器上，為多個用戶提供數據接收服務，同時幫助用戶監控野外測點硬件系統的運行狀態。

澳作公司ENVIdata系列生態環境監測系統是業內成功獲得 ISO9001國際質量體系認證，于2010年獲得 ISO9001 質量認證書，至今全部通過專家的年度復核，確保系統集成的品質，用戶采用用戶名和密碼登陸，只要能上網，就能瀏覽實時和歷史數據。

特點：

生態環境信息以各種時間間隔 （分鐘、每小時、每天）發送到網站上。

用戶只要能上網，既可瀏覽實時數據、歷史數據。

中心服務器中文界面，便于操作和管理

提供多參數、實時或歷史數據曲線圖

系統提供多站點地圖顯示

ENVIdata 數據服務平臺已為國內的客戶服務多年，系統穩定、可靠

6  技術指標

數據采集器：

CPU：32位處理器FPU，180MHz

模擬通道：8個模擬輸入通道，可定制擴展到100個

數字通道：8個DI口、16個DO口

計數通道：8個低速計數端口，32位，最大計數速度10Hz；4個高速計數輸入，32位，最大計數速度：100KHz

串行通道：4個SDI-12總線端口、1個RS232端口（可定制擴展）、2個RS485端口（定制可擴展）

計算通道：使用變量和各種函數的表達式對模擬通道、數字通訊和串行傳感器通道的數值進行計算；函數包括有算術函數、三角函數、關系函數、邏輯函數和統計函數等。

內存：內置512MB（約1千萬個數據）；可插拔U盤，最大支持32G容量

通訊：USB、以太網、RS232、RS485；支持U盤下載數據

無線功能：內置4G DTU模塊，全網通，支持ENVIData云平臺；內置WIFI模塊

時鐘精度：±5分鐘/年

功耗@12Vdc：<1mA(待機)，100mA（運行）?

2個RS232串口, 支持USB擴展；1 個10/100 Mbps以太網端口；2個USB端口；4個0-2Vdc 

報警：條件：高、低范圍內和范圍外；延遲：可選擇報警延遲時間；動作：設置數字輸出，傳輸報警信息，執行設定任務。

CO₂傳感器原理：非色散單束雙波長紅外技術（NDIR）

量程范圍：0-2000 ppm、0-5000 ppm、0-10000 ppm可選

精度：＜讀數的1%

分辨率：1ppm（0-2000 ppm）、1ppm（0-5000 ppm）、10ppm（0-10000 ppm）

AIM-TDR 土壤水分、溫度、鹽分傳感器測量參數：土壤水分、電導率

土壤水分測量范圍：0-100%體積含水量；測量精度：≤ ±1%（0-40%），±2%（40-70%）

7 產地：中國