【聚焦光电探测】红外传感器在土壤碳通量测量系统中的应用（内附开学季活动）

作为国内知名的光电产品系统集成商，先锋科技提供的基于NDIR技术的气体传感器，以其高精度、高可靠性、使用寿命长等特点，获得用户的一致好评。

下面小编将为大家揭秘红外传感器在土壤碳通量测量系统中的应用原理，并且推荐2款合适且实用的气体传感器，希望在农业生态科研中，助您一臂之力！

一、什么是土壤碳通量？

碳通量 (Carbon flux)是碳循环研究中一个基本的概念，表述生态系统通过某一生态断面的碳元素的总量。例如：某河流的碳通量，就是流过河流断面的有机碳和无机碳的总量；某森林生态系统碳通量，就是该生态系统单位时间单位面积上的碳循环总量。土壤碳通量测量是生态学与全球变化研究的重要组成部分，是目前国内外研究的热点问题。

二、检测土壤碳通量有什么意义？

土壤呼吸是土壤生态系统碳素循环的一个重要过程，也是土壤中生命活动的表征，准确测定其释放量是评价生态系统中生物学过程的关键；通过对土壤呼吸及其相关参数的监测，可估测根系和土壤微生物对气候变化的响应。土壤碳通量在时间和空间上受多种复杂物理和生物过程影响，因此，长期、连续、准确的测量土壤碳通量，对陆地生态系统碳通量研究具有重要的意义，土壤碳通量测量系统可广泛应用于农业生态科研、全球气候变化、土地利用方式改变、生态修复研究、土壤微生物活力评估等领域。

生态系统中的碳交换

三、土壤碳通量测量系统的原理及结构示意图

根据菲克第一定律(Fick’s first law)，在（稳态扩散的情况下）单位时间内通过垂直于扩散方向的单位截面积的扩散物质流量（称为扩散通量Diffusion flux，用J表示）与该截面处的浓度梯度(Concentration gradient)成正比。

以土壤中的CO2为例 ，土壤剖面CO2通量（μmol CO2 m−2s−1）即根据该定律求出，具体计算公式为：

J= -D(dC/dx)

其中D为CO2在土壤中的扩散系数(单位为m2/s，与土壤温度、土壤体积含水量及土壤空隙度有关)，C为深度为x（单位为m）的CO2浓度，dC/dx为浓度梯度，“–”号表示扩散方向为浓度梯度的反方向，即扩散由高浓度区向低浓度区散。

土壤碳通量测量系统结构示意图

在整个测试过程中，气体浓度的测量及分析尤为关键。NDIR吸收光谱法检测大气中的CO，CO2 ，CH4等气体浓度具有测试精度高和稳定性好的特点，利用该传感器监测土壤不同层次的气体浓度，对于进一步了解气体浓度在土壤中的传输过程机制具有很大价值。同时，由于被测气体并不与传感器发生直接反应，所以红外传感器能够承受高湿，高粉尘和污垢等其他恶劣环境实现采样分析，是一种极具发展前途的传感器。

四、如何为土壤碳通量测量系统选择气体传感器？

先锋科技能提供基于NDIR技术的气体传感器，以其高精度、高可靠性、超长的使用寿命以及具有极高的选择性，不会受到气体的交叉影响，获得用户的好评。

构成NDIR二氧化碳传感器的三个核心元件为：红外光源、红外探测器以及吸收气室。其中红外探测器通常与窄带滤光片作为一体，实现对被测气体的选择性吸收和测量。

气体传感器结构图

五、先锋科技提供的气体传感器

针对不同客户的需求，我们提供了两款气体传感器供选择。

产品一（无标准产品，可根据客户需求进行个性化定制）

一、测量气体参数

注： 其他气体及指标均可根据要求定制

二、主要技术参数

三、机械安装图

产品二

产品名称：EI气体传感器

产品链接：https://www.teo.com.cn/show/398/794.html

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