农业部自动气象站说明书Word文件下载.docx
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SP20-SW
20WSolarPanel,15ftCable
20w太阳能电池板
7
10075
BP2424Ah12VSealedRechargeableBatteryw/oMountingHardware
电池盒
8
LI200SZ
LI-CORPyranometer,FixedCalibrationwith3mcable
太阳总辐射传感器,带3米原装电缆
9
LI-190SZ
LI-CORPARsensorwith3mcable
光合有效辐射传感器,带3米原装电缆
10
05103
RMYoungWindMonitor
风速风向传感器
11
41005-5
RMYoung14-PlateGillSolarRadiationShieldforHMP155A
防辐射罩
12
93640
HydraProbeIISoilMoistureandSalinitySenso
with50FEETCABLE
土壤水分传感器
13
17953
05103转接头
14
LI2003S
辐射传感器水平
15
CM225
辐射传感器安装支架
16
UT10
2.5米可调节气象塔(含1套安装直臂)
17
ENC14/16
Vynckier机箱(含靠背支架底板)
18
TRW3100G
GPRS/WIFI网络/3G传输模块
19
LOGGERNET
数据下载和分析软件
-L5m
05103with5mcable
20
10073
BP24
Mounting
Bracket
电池安装支架
三、设备规格参数表:
系统中使用的主要设备及附件规格、参数如下表所示:
设备名称
设备型号
主要参数
备注
模拟输入通道数量:
16个以上;
输入电压量程:
±
5000mV;
模拟电压分辨率:
1333µ
V(±
5000mV);
A/D分辨率:
13位;
存:
4MB;
RS-232接口;
GPRS或WIFI数据传输;
电池可持续工作一年以上;
数据下载和分析软件;
空气温度测量围:
-40~+60℃;
精度:
0.1℃(+23℃标准配置设置);
长期稳定性:
<
0.1℃/年;
空气相对湿度测量围:
0~100%RH(非冷凝)精度:
0.8%RH(+23℃标准配置设置);
1%RH/年;
风速测量围:
0~100米/秒;
风速精度:
0.3米/秒或读数的1%;
启动风速:
1.0米/秒;
风向测量围:
0~360°
;
风向精度:
3°
雨量传感器
分辨率:
0.1毫米;
测量精度:
降雨量10毫米/小时以上时为±
1%,降雨量10~20毫米/小时时为±
0~3%,降雨量20~30毫米/小时时为±
0~5%;
气压传感器
测量围:
500~1100mb;
1.0mb(-20~+50℃时);
线性:
0.25mb;
滞后:
0.03mb;
重复性:
太阳总辐射传感器
Li200
光谱波段:
400~1100nm;
0~1000W/m2;
自然日光下绝对误差最大±
5%,典型±
3%;
灵敏度:
0.2kW/m2/mV;
光合有效辐射传感器
Li190
400~700nm;
校准:
5%(可溯源到NIST美国国家标准技术研究院);
典型5μA/1000μmol/s/m2;
最大偏差可达1%(10000μmol/s/m2时)
-50~+70℃;
0.5℃(-50~+70℃);
电缆长度:
≥5米;
土壤水分传感器
0~100%vol;
3.0%vol(土壤水分围在0~70%vol和温度在0~+60℃);
盐分误差:
5.0%vol(土壤盐分在100~1000mS/m和温度在0~+60℃);
≥15米;
太阳能供电部件
SP20
工作电压:
17V
功率:
20W
电池容量:
24Ahr
2.5米支架、田间安装箱及防护系统
GPRS或WIFI网络通讯套件
LoggerNet软件
产品使用说明书(纸质或电子版)
本说明书
产品检验合格证书
安装调试工具包
综合工具包
含扳手一把、钳子一把、六角扳手一把、螺丝刀一把、万用表一块、工具包一个
四、传感器介绍及日常维护
1、CR6数据采集器
CR6系列数据采集器功能强大,可作为数据采集系统的核心组分。
CR6集成了我们之前数据采集器的所有优点,并增加了快速通讯接口,低功耗,置USB,便携,更高的模拟输入精度和分辨率。
CR6系列数据采集器引入了新的通用接口(U)概念:
一种可以将任意的传感器(模拟信号、数字信号、或智能传感器等)接入到任意U接口。
这也是我们的第一款具有静态振弦测量功能的多功能数据采集器。
功能和优势
通用性强,提供多种数据采集方式用户自定义“U”接口类型:
模拟或数字,输入或输出静态振弦测量采用厂家独有的谱分析专利技术
电流、电压超压保护(对于所有端子)
灵活的供电方式:
太阳能板,直流电源,12V电池,USB
包含网络通讯接口Ethernet10/100
插销式整体接线端子:
接线更简单
SD卡:
扩展存
支持RS232和RS485串行传感器
支持CPI通讯,支持Campbell高速传感器和分布
模块(CDM)
CRBasic或SCWin编程,兼容PakBus协议
操作系统与流行的CR1000,CR3000相同
参数
CPU:
32位,硬件FPU,运行频率100MHz
存:
6MB系统闪存,4MBSRAM数据存储,1MB程序文件串行闪存(CPU)
SD卡:
最大支持16GB扩展
时钟精度:
每年±
3分,选配GPS可精确到10μs
USBmicroB:
直接连接到电脑,USB2.0,12Mbps
网络通讯:
10/100网络,RJ-45接口
CSI/O端口:
连接Campbell调制解调器和显示功能
CPI端口:
使用CDM设备可扩展端口
电池接线端子:
12V稳压电源或12V可充电蓄电池
(UPS模式)
充电接线端子:
直流转换器16-32V,太阳能板12或
24V
2个12V开关电源端子:
为传感器或通讯设备供电,
1100mA20°
2、HMP155A空气温湿度传感器
HMP155A是Vaisala公司推出的一款性能优异的温度相对湿度传感器。
它采用Vaisala最新研制的具有专利技术的HUMICAP®
180R加热型相对湿度探头,并结合当前先进的制造工艺,具有卓越的稳定性和强大的环境适应能力。
凭借其灵敏度更高、反应更加迅速的新型温度探头,HMP155A能够以更快的速度对环境温度的变化做出反应,让您随时掌握温度变化的第一手数据资料。
HMP155A温度湿度可广泛应用于气象观测与预报、道路环境监测、民航、工业检测等领域。
安装时一定要取下HMP155头部黄色的保护罩,否则会导致温度测量不准确。
探头取下保护罩后插入41005的辐射罩,并旋紧
旋紧塞,并把保护传感器的塑料罩插入传感器底部。
HMP155既可以水平安装到1寸的铝管上,也可以垂直安装到铝管上。
HMP155需要较少的维护工作。
定期检查一次防辐射罩及传感器底部的旋紧塞,确信其完好无损。
相对湿度传感器长期暴露在某些化学物质和气体中,将会影响传感器的特性,缩短其寿命。
3、TE525MM翻斗式雨量桶
TE525翻斗式雨量桶是由TexasElectronics制造,产品的测量以0.1mm为增量。
传感器的输出信号为模拟量,可以直接连接在Campbell公司的数据采集器上进行测量。
TE525MM直接安装在一个直立的杆上,正确的安装需要让雨量桶保持水平。
技术性能参数
传感器类型:
翻斗式/磁力开关
制造材料:
阳极电镀铝
工作温度围:
0—50℃
1斗
电缆:
2芯屏蔽电缆
每斗降雨量:
0.1mm
集雨直径:
24.5cm
高度:
29.21cm
重量:
1.2Kg
10mm/hr,±
1%
10—20mm/hr,+0,-3%
20—30mm/hr,+0,-5%
4、CS106大气压力传感器
CS106大气压力传感器是Vaisala的BAROCAP硅电容大气压力传感器,测量量程是500—1100mb。
CS106的输出信号为0—2.5Vdc,可以直接连接在Campbell公司的数据采集器上进行测量。
对Campbell公司已经不生产的大多数数据采集器,比如CR510,CR10X,CR23X,也是可以测量这个传感器的。
数据采集器部的一个开关12V仅在CS106测量期间给其供电,因此可以降低系统的功耗,传感器的响应时间和测量时间最小1秒。
CS106大气压力传感器外壳材料为ABS/PC混合材料,外物安装有一个压力平衡进气阀门。
传感器包含2.5英尺的电缆,以及用于和数据采集器电源和信号连接的接线端子。
大气压力传感器安装在ENC12/14机箱。
特点
■VaisalaBAROCAP传感器
■多种压力测量围
■精度为±
0.3hpa20℃
■长期稳定性好
■通过激发电源控制开关
■输出信号电压为0—2.5Vdc或0—5Vdc
■电流消耗小于4mA
■可溯源NIST
总精度:
±
0.3mb20℃
0.6mb0—40℃
1.0mb-20—45℃
1.5mb-40—60℃
0.25mb
0.03mb
可重复性:
0.1mb/年
-40—60℃
尺寸:
6.8cm×
9.7cm×
2.8cm
90g
供电电压:
10—30Vdc
电流消耗:
静止<1µ
A;
活动<4mA
响应时间:
500ms
5、109土壤温度探头
109温度探头采用热敏电阻测量温度。
常规的电缆长度可以达到1000ft.
109温度探头可以测量空气、土壤、水的温度。
当测量空气温度时,需配备一个41301防辐射罩,用来防止太辐射。
当测量土壤或水的温度时,可以将探头埋入土壤或侵入水中。
-50℃到+70℃
极限温度围:
-50℃到+100℃
多项式线性误差:
在-50℃到+70℃之间,<
0.5℃
在空气中时间常数:
风速为5m/s时在30到60秒之间
测量空气温度时,如果用在户外,107必须安装在一个防辐射罩里。
当测量土壤温度时,应将109埋在土壤里。
探头应水平插入土壤中。
当土壤过硬时,不应直接拿探头往土壤里插,以免损坏探头。
应先用小刀在土壤中挖一个小孔,孔的大小以刚好插进探头为宜,尽可能使探头贴紧土壤。
当有多层传感器安装在一起时,注意各层之间尽量避免互相影响,应留有足够的间距。
图4.1107接线图
黑线接在激发频道上
红线接在单端模拟输入通道上
紫线接在模拟地AG上
无色屏蔽线接在G上
109需要极少的维护工作,只需每月检查一次电缆和防辐射罩,确保完好无损。
6、LI200总辐射传感器
LI200X用安装在余弦校正头的硅光电探测器测量进入的太阳辐射。
探测器输出电流,传感器的置电阻转换从电流到电压的信号。
不要在植被下面或人造光条件下使用LI200X,由于LI200X校准白天光谱(400—1100nm)。
在晚上LI200X可以读取进入轻微的、负数的太阳辐射。
这个负数信号由RF噪音产生。
副值可以在数据采集器里设成零。
稳定性:
<
2%/年
10us
余弦修正:
余弦修正到80°
工作温度:
-40—+65℃
温度相关:
0.15%/℃
相对湿度:
0—100%
精确性:
正常日光完全错误最大±
3%
0.2KWm-2/mV
直到3000Wm-2最大偏移1%
并联电阻:
40.2—90.2Ω
光谱围:
400—1100nm
为了确保精确安装,LI200X应该用LI2003S基准/水平固定设备安装,这个基准由水平泡和三个调整螺钉。
用三个安装螺钉把LI200X和基准/水平固定装置安到三脚架/塔上。
LI200X应该安装在没有三脚架/塔阴影或其它传感器的地方。
安装结构图如下:
注:
安装完传感器后除掉红帽,保存这个红帽以备运输或存储传感器。
LI200X水平固定装置应该每月定时检查,传感器头上的任何灰尘或污染物应该被除掉,污染物可以被阵风或毛刷除掉。
检查传感器表面的耗尽槽没有污染物。
当清洗传感器应该小心触摸,小心不要刮伤传感器的表面。
7、Li190光合有效辐射传感器
LI190SB采用硅光电探测器测量太辐射。
在传感器电缆里面有一个置电阻,将传感器信号转变为μV-mV电压信号,可使数据采集器对起直接进行测量。
LI190SB可以精确测量自然和人为的光合光子通量密度(PPFD)。
PPFD是单位时间照在单位表面400到700nm波段光子的数量。
变化<
反应时间:
10μs
最大0.05%/℃
余弦校正:
上至80°
入射角
-40至65℃
0至100%
5%(NIST)
典型5μA/1000μmoless-1m-2
至10,000μmoless-1m-2最大背离度1%
置电阻:
604ohms
400—700nm
为保证精确安装,传感器采用一个LI2003S基础水平校正仪校正水平。
LI2003S有一个水平气泡和三个调节螺丝。
LI2003S安装在三角架或塔上。
8、05103风速风向传感器
05305是05103风速风向传感器中一个
性能较高的版本,它被设计成专门用来测量空
气状况。
二者的接线图完全一样。
传感器测量水平方向的风速和风向。
该
传感器耐用、抗腐蚀、重量轻、测量精确。
风速量程:
0-60米/秒
极限风速:
100米/秒
风向方位:
机械转动360度,电子可测
355度(5度开口)
0.3米/秒
3度
旋桨启动风速:
1.0米/秒
风向标启动风速:
1.1米/秒
旋桨距离常数:
2.7米
安装方法见右图
数据采集器的程序导入以后,把风速风向传感器和数据采集器连线接好,将传感器安装到位,先不要固定
传感器底部的卡箍。
运行程序,观察风向的实时数。
用指南罗盘找到正南方向,将风向标慢慢转向正南方向,
调整传感器的底部安装方向,使风向实时数在±
5度围。
然后拧紧传感器底部的固定卡箍。
建议至少每24个月检查一次轴承,如果风速计转动时有杂音和涩滞现象,应及时更换轴承。
9、93640土壤三参数传感器
这是一中可以测量土壤含水量、温度、电导率的传感器,使用不锈钢四针式探头。
温度精度0.6degC-30到+36degC
相对湿度精度0.03体积比
相对湿度分别率0.003体积比
电导率0.0014S/m或者1%
真实/视在介电常数0.5或者1%
该传感器有SDI-12、RS-485、模拟量等多种输出方式。
探头长度:
12.4厘米
直径:
4.2厘米
感应部体积,长度5.7厘米,直径3厘米
200克
电源:
7到20V直流
-30到+65摄氏度
存储温度:
-40到+70摄氏度
五、安装步骤:
步骤
现场安装要求及顺序
预先准备
确认现场到货情况
每一批货是否已到,到了什么地方(很多客户的安装地址、送货地址、办公地址不同)
和客户约定安装地点、时间
办卡
请客户办通讯卡电信3G(不能用4G)数据卡,用于数据传输
验货
和客户一起对货物进行查验
如箱体外表有破损,请及时向公司反映,并联系货运公司
如无包装箱外表破损,请开箱验货,与客户一起查验货物是否齐全,记录序列号,并签验货单
收集、整理好各个设备所带的纸质资料及光盘,放在一起,交给客户。
货物不全请第一时间与公司联系确认,确认货物齐全后,再进行后续工作
选址
要求安装地周围半径20米没有高于2米的障碍物,地势平坦,太阳能板、辐射传感器在白天不会被障碍物的阴影遮挡,障碍物与传感器距离是障碍物的高度的10倍以上。
下图为农科院溧水基地实际安装情况(四个方向照片)
南边距离树林200米以上
北边距离围墙100米以上
西边距离围墙、树木100米以上
东边距离小斜坡50米以上
采购材料
客户采购水泥、砂石料(约100kg水泥、120kg沙子、250kg碎石、180kg水拌合)
土壤传感器pvc管(一般需要直径50毫米管一根4米长,弯头4到6个;
直径16毫米管一根3米长,弯头2个)
UT10基座
客户雇人挖坑将UT10的预埋件埋入地下,并打水泥基座,塔体的一个角朝正南方向
基座大小为60(南北)*70(东西)*60(深)厘米的长方体,大约需要0.2立方米的混凝土。
使用约100kg水泥、120kg沙子、250kg碎石、180kg水拌合浇注
将预埋件各配件如下图连结好
用罗盘测量、调节、确保预埋件的T型架地面水平,方向正南北
基座需要养护36小时,方可立塔,期间进行仪器的安装、调试、培训等工作,之后将塔拉起来固定,再对传感器的安装进行微调
传感器挖坑
确定土壤传感器的安装位置和深度(一般10、20、40厘米)并挖坑
一般在塔南侧2到3米处,挖一个长80宽50深50厘米的坑
固定机箱仪器
将CR6-XT、CS106、10075+10073、TRW3100G固定于14/16机箱
传感器、采集器和通讯模块设置
分别将93640的SDI12地址设置为1、2、3
给各个传感器粘贴标签
接线调试
接线、设备联调、试运行
修改程序开始部分的下列参数,黑色不需要修改,红色需要根据现场实际参数修改:
StationName=Truwels2014031G1-JangSuNongKeYuanLiShuiStation
站点名称=合同号-单位名称站点地名
ConstQuantumSN=53032光合有效辐射序列号
ConstQuantumSensitivity=6.06光合有效辐射系数
ConstQuantumSamplingResistor=604
ConstPyranometerSN=87984总辐射序列号
ConstPyranometerSensitivity=93.46总辐射系数
ConstPyranometerSamplingResistor=100
ConstLongitude=119.184807经度,度
ConstLatitude=31.600114纬度,度
ConstAltitude=100海拔高度,米
ConstHeightofWindSpeed=305103风速风向传感器实际安装高度,一般安装在3米高
这4个参数用于植物蒸腾量计算,如输入有误,那么ETc的值将不正确
以下为扫描和存储间隔,不需要更改
ConstScaninterval1=10
ConstScaninterval2=300
ConstStoreinterval1=10
ConstStoreinterval2=1440
修改完成后,将程序另存为本站站名文件。
客户软件操作培训
培训客户软件操作,详见软件说明部分
塔身支架组装
基座完成36小时后,可进行如下操作
将塔下东西方向在下面的两个螺丝固定,将塔的另一头用纸箱等支撑物支起来,离地面1米高左右
调节塔体主杆伸缩长度,使用中间2个
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