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隨著全球環境變化研究的廣泛開展，科學家們逐漸認識到，了解和量化地球系統中各種氣體交換過程對于預測氣候變化、保護生態環境以及實現可持續發展至關重要。氣體交換不僅影響著大氣成分和氣候模式，還對生物多樣性和生態系統的功能產生深遠的影響。因此，對不同界面之間氣體通量的精確測定成為了環境科學研究的核心內容之一。這不僅有助于加深我們對自然過程的理解，也為制定有效的環境保護政策提供了科學依據。
碳排放主要是指二氧化碳的排放，其對溫室效應的貢獻僅次于水汽，位居第二，除此之外還有甲烷、氧化-亞氮、臭氧以及氟化物等溫室氣體。這些溫室氣體主要通過人類活動被排放到大氣中，在地球的外圍行成一層保溫層，致使地球熱量無法釋放出去，導致全球變暖，從而引發海平面上升、氣候反常等一系列嚴重后果。
隨著全球環境變化研究的廣泛開展，氣體通量的測定越來越受到關注。氣體通量的測定通常包括植物葉片與大氣界面氣體通量測定，土壤表面與大氣界面氣體通量測定、生態系統與大氣界面氣體通量測定等。碳通量觀測系統主要監測土壤表面與大氣界面氣體通量測定。
二、系統原理
可調諧激光光譜分析技術（TDLAS）、動態密閉氣室法
碳通量觀測系統由主控模塊、氣體分析模塊和前端土壤呼吸室組成。通過動態密閉氣室法對土壤呼吸進行測定，自動進行通量計算或者呼吸速率計算。
主控模塊可以集成分析模塊、氣壓、溫濕度、GPS等數據，控制系統運行狀態，根據客戶需求進行氣體通量或者呼吸速率的計算。
氣體分析模塊標準配置了可調諧激光光譜分析技術（TDLAS）的CO2、CH4分析模塊，可調諧激光光譜分析技術（TDLAS）利用可調諧半導體激光器窄線寬和波長可調諧特征對特征氣體近紅外“指紋"特征吸收譜線進行探測，具有高靈敏、高分辨率、快速響應，非接觸監測等優點。將TDLAS技術與開放式長光程技術、微弱信號檢測、自動增益調節技術相結合，監測范圍廣、調校簡單、可以實現高時間分辨率、高靈敏生態環境溫室氣體激光在線檢測。
自主開發的APP程序通過無線與主控模塊相連，根據采樣模塊不同，可以自由設定計算參數，控制系統能夠自動根據參數設定實時進行通量（呼吸速率）計算，更方便野外實時測量觀測。
三、產品特點
• 可調諧激光光譜分析技術（TDLAS）實現高時間分辨率、高靈敏測量
• 免標定，無需標準氣體定時標定
• 不受背景氣體交叉干擾
• 功耗低，鋰電池供電可達8小時
• 擴展性高，可以附加多種傳感器（例如：GPS，光輻射傳感器等）
• 操作性強，強大的數據處理功能，能夠在線實時進行數據處理
• 用戶定制化程度高
四、產品參數
監測參數 | CO2、CH4、H2O |
CO2測量范圍 | 0～2000ppm（可定制） |
CO2檢測精度 | 1Hz@0.1ppm；10Hz@0.35ppm |
CH4測量范圍 | 0~100 ppm（可定制） |
CH4檢測精度 | 1Hz@10ppb；10Hz@35ppb |
H2O測量范圍 | 0~6% |
H2O檢測精度 | 優于±1.5%讀數 |
典型溫度精度 | ±0.1@20～60℃ |
標定 | 出廠標定無需重復標定 |
取樣流速 | 標準1L/min，可調 |
呼吸室尺寸 | 220mm（D）×120mm（H） |
呼吸室容積 | 3140cm3 |
電池 | 鋰電池 |
充電電源 | 12VDC |
續航 | 單節電池可持續續航8小時 |
操作方式 | APP |
鏈接方式 | WiFi |
定位模塊 | 北斗GPS雙模（選配） |
數據計算 | 有（通量，呼吸速率） |
環境溫度 | -30～60℃ |
環境濕度 | <99% R.H，無冷凝 |
重量 | <10kg |
可選配模塊 | 光輻射傳感器、土壤溫濕度傳感器、4G傳輸模塊、風速風向傳感器等 |
擴展性 | 主控板預留多個數據傳輸通道，可根據客戶需求追加配件、傳感器等，軟件自主開發，可同步對應追加的相關傳感器進行數據集成 |
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