ACE自动土壤呼吸监测系统

一、用途
在自然环境下急速增加的CO2含量及其对未来环境的的影响测量越来越多地引起研究人员的兴趣，
其中土壤呼吸作为土壤净CO2交换的表征值和土壤生物量的微生物降解值，极大程度上反映了土壤的”健康”情况。土壤呼吸实验可与许多其他研究应用领域相关，共同研究土壤各种生理生态变化碳平衡。
土壤的呼吸可以定义为CO2的净产生和O2的净消耗。CO2气体交换的总量经常被看作是土壤微生物活性的指示。因为微生物是土壤中各种生化反应（腐烂、腐殖质的形成等等）的主体。土壤微生物的活性有时被看作土壤是否“健康”的标志。实际上土壤的呼吸是由土壤多种生物参与的，比如根、细菌、真菌、原生动物等。土壤的呼吸受多种因素影响，如生物含量、土壤湿度、土壤温度。
•碳平衡
•微生物生态学
•土壤生物量
•杀虫剂影响
•生物治疗
•涡度相关
二、工作原理
ACE开始测定前呼吸罩自动关闭，形成密闭的呼吸室。在呼吸室内，ACE具有一个高精度的CO2红外气体分析仪（IRGA）。由于红外分析仪直接内置于呼吸室内，其结构非常的紧凑，分析室与分开的分析仪之间无需长的连接管。分析仪紧凑的结构特点保证分析仪对CO2交换快速的响应，同时避免长气管通气过程中“气障”想象，仪器安装较为简单且便于田间应用。土壤呼吸室内存在压力释放阀和风扇设计，有效调节内部气体压力变化，满足测定起始点的设定压力要求。

三、系统特点
ACE是专业气体分析仪，可自动操作，且操作过程简便易行，不需外接PDA或电脑
完全整合系统，可进行长期无人坚守的连续定点监测
整个CO2分析仪都在土壤呼吸室内，结构紧凑，缩短响应时间
可以单个单点使用，也可以多个组成网络系统使用
可连接多达10个水分和温度传感器
带有自动零校准装置
各种呼吸室可自由更换(选配开放式)









ACE系统是一个完整的系统，包括土壤呼吸室及与主机相连的呼吸臂。主机有较大的液晶显示屏，通过5个键选择菜单，实现所有功能的程序控制。ACE系统显示并记录气体交换数据、土壤通量的计算及其它传感器的测量数据，读数通过容易更换的闪存卡存储。ACE系统可通过电池、太阳能板或风轮供电，典型的40Ah汽车电池在ACE系统连续运行条件下，可用28天。
ACE系统可实现开放式或者密闭式系统配置，密闭系统设计用于快速测量，而开放式呼吸室内的土壤更接近于自然暴露状态，基本上可以消除呼吸室内外的气压差，测定值更接近于真实值。
开放式系统具有1L测量室，密闭式系统具有2.7L测量室，两种尺寸测量室均可采用铝材料或塑料制造。




多个ACE系统共同使用时，可通过一个中央控制主机统一控制系统，可以连接多达30个单机，每台单机可单独测量，将数据传回主机。连接方式较为简单，可快速连接ACE系统与主机，同时进行多个呼吸试验时，通过主机程序控制每个ACE系统的取样时间及循环时间。主机具备图表显示功能，可以得到实时的曲线图，可视化土壤呼吸的变化趋势，便于更直观地进行监测。
网络系统：开放、闭路模式可选；每种模式网络系统有8台、16台、30台单机可选，也可单独选配。zei长可达200m范围内。

三、系统组成
ACE单机，网络控制主机，外接土壤温度和土壤水分传感器
四、技术指标
*红外气体分析仪： 内置于土壤呼吸室，气路很短，响应时间短
*CO2：测量范围： 标准范围0-896ppm, 分辨率：1ppm
PAR： 0-3000μmols m-2 s-1 硅光电池
*土壤温度热电阻探头： 测量范围：-20～50℃，可接多达6个土壤温度探头
*土壤水分探头SM300： 测定范围0～100vol% ；精度3％（针对土壤进行标定后）；测量土体范围：55mm x 70mm；可接多达4个土壤水分探头
*土壤水分探头Theta： 测量范围0-1.0 m3.m-3；精度±1%（特殊标定后）探头尺寸；探针60 mm 长，探头总长207mm；可接多达4个土壤水分探头
呼吸室流量控制： 200-5000ml/min (137-3425 µmols sec-1),精度：±流速的3%
*呼吸室类型： 开放式和闭合式两种模式可选
*呼吸室罩类型： 透明罩和不透明罩可选
*仪器操作： 独立主机，不需要PC/PDA
数据纪录： 1G移动存储卡（CF），可存储4000000万组数据
*电源供应： 外用电池、太阳能板或风力供应，12v、40Ah蓄电池zei长可持续供电28天，仅网络式有内部电池1.0Ah
RS232输出： 可选择波特率，zei大19200波特率
电子部分连接： 坚固，防水的3pin插口（头）
程序： 界面友好，通过5键控制
气体连接： 3 mm气路接头
显示： 240×64点阵 LCD屏幕
尺寸： 82×33×13cm
密封室体积： 2.6 L
开放室体积： 1.0 L
土壤呼吸罩直径： 23 cm
重量： 7.0 kg

ACE网络系统技术特性：
*网络系统组成： 1台网络主机，可连接多达30台单机；
*测量区域范围： 直径可达200m；
*网络系统测量模式： 开放和闭合模式可选，也可开放和闭合模式单机混合选配；
*系统特性： 主机和单机均可独立运行，不需要PC和PDA；
*单机特性： 每台单机都可独立运行，不需要PC和PDA；
*网络系统中所有单机同时测量和传输数据；
*红外分析仪内置于呼吸室，气路短，省电，响应时间短且降低了水汽冷凝和动物啮咬的风险；
*主机数据管理功能强大：可在主机上同时查看多台单机的一个参数数据，
可在主机上同时查看多台单机的所有参数数据，
可在主机上查看一台单机某时的所有参数数据，
可在主机上查看一台单机所有时刻所有参数的数据，
…………

五、参考文献：
(1)Ecosystem-scale biosphere–atmosphere interactions of a hemiboreal mixed forest stand at Järvselja, Estonia. Forest Ecology and Management. Noe S. M., Kimmel V., Hüve K., Copolovici L., Portillo-Estrada M., Püttsepp U., Jõgiste K., Niinemets U., Hörtnagl L. and Wohlfa
(2)李升东，王法宏，司纪升，孔令安，刘建军，冯波，张宾. 耕作方式对土壤微生物和土壤肥力的影响[J]生态环境学报.2009:18(5)
六、产地
英国

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注：该产品未在中华人民共和国食品药品监督管理部门申请医疗器械注册和备案，不可用于临床诊断或治疗等相关用途