一句话概述
DJ-6318B 多通道原位树干呼吸监测系统通过贴合树干弧度的专用呼吸室与 CO₂ 分析仪，在野外自然环境下对树干 CO₂ 释放通量进行自动化、长期原位观测，并可同步采集树干温度、环境温湿度、树干液流等配套指标，持续输出树干呼吸的日变化与季节变化序列。
一、系统介绍
DJ-6318B 多通道原位树干呼吸监测系统采用贴合树干弧度的专用呼吸室，密封固定于树干表面，配合 CO₂ 气体分析仪与多参数传感器，在野外自然环境下实现树干 CO₂ 释放通量的自动化、长期原位观测。系统可同步采集树干温度、环境温湿度、树干液流等配套指标，无需频繁人工取样，能够持续输出树干呼吸日变化、季节变化序列，适用于森林生态站、碳汇林、人工林、自然保护区等场景，支撑林木生理生态研究、碳汇计量与生态环境监测。
二、测量原理
系统采用动态密闭循环测量模式：气动推杆自动启闭呼吸室，内置气泵驱动气路循环，将呼吸室内气体持续送入 CO₂ 气体分析仪检测。
树干组织呼吸产生的 CO₂ 存在两个主要输出途径：
通过树皮扩散释放至大气，即树干表面 CO₂ 通量（由原位气室直接测得）；
溶解于木质部汁液中，随蒸腾液流向上输运。
基于 Teskey 树干碳收支理论与亨利定律，结合树干温度对呼吸速率、CO₂ 溶解度及扩散系数的调控作用，可同步利用树干表面 CO₂ 通量、木质部液流密度与树干温度，估算树干组织真实 CO₂ 总产生速率。其中：
温度对呼吸酶促反应的影响采用 Arrhenius 函数或 Q10 函数描述；
木质部溶解 CO₂ 通量由液流速率与汁液 CO₂ 浓度共同计算；
树皮光合作用在遮光气室条件下对测量的影响可忽略不计。
三、系统特点
模块化架构，可对接常见的 TDLAS / 红外气体分析仪，各通道参数独立配置
6 通道智能多路气路切换，通道间无气体交叉干扰
全自动运行，支持 24 小时连续原位观测，人工干预频次低
扩展性良好，可附加多种传感器
通量数据自动计算
四、测量参数
4.1 标准测量参数
CO₂ 浓度、CO₂ 通量
空气温湿度、气压
树干液流、胸径生长变化
4.2 可扩展测量参数
雨量、风速风向、辐射等
4.3 数据对接与传输（可选）
平台对接：提供 HTTP、FTP、自定义协议、定时上报、Modbus RTU、水文规约、环保规约等多种 API 接口与协议
云平台服务：点将科技 SaaS 平台支持在线查看、下载数据、分析数据图表、阈值报警等功能
远程通讯：全网通 2G/3G/4G/5G、NB-IoT、Cat-1 等移动网络；可选 WiFi、以太网；支持北斗、铱星、海事卫星等卫星通信
本地通讯：USB、RS232（默认）、LoRa、Zigbee、WiFi 或本地短距离无线组网
五、技术参数
表 1 CR1000Xe 数据采集器
 | 操作温度 | -40℃ ~ +70℃（标准）；-55℃ ~ +85℃（扩展）；无冷凝结露环境 |
|---|---|---|
| 扫频 | 上限 1000 Hz | |
| 外壳材质 | 阳极氧化铝 | |
| 模拟输入 | 16 个单端输入或 8 组差分输入（需单独配置）；含 2 个 0-20 mA / 4-20 mA 模拟输入端口；4 个具有脉冲或数字信号输入输出功能的模拟输入端口 | |
| 脉冲计数 | 10 个（P1~P2 和 C1~C8） | |
| 电压激励终端 | 4 个（VX1~VX4） | |
| 输出/输入电流 | ±40 mA（电压激励）；50 mA（稳压 3.3 或 5 V） | |
| 通信端口 | USB-C、Ethernet、RS232、RS485/422、CS I/O、CPI | |
| 12V 开关 | 2 个端子，另加 CS I/O 引脚 8 | |
| 数字 I/O | 8 个可配置数字输入输出端子（C1-C8），支持状态高/低、脉宽调制、外部中断、边沿定时、开关闭合脉冲计数、高频脉冲计数及 UART、RS-232、RS-485、SDM、SDI-12、I2C、SPI 串口通信；端子可成对配置 5 V 或 3.3 V 电平逻辑 | |
| 输入限制 | ±5 V | |
| 模拟电压精确度 | 0℃~40℃：±(0.04% 测量值 + 偏差值)；-40℃~+70℃：±(0.06% 测量值 + 偏差值)；-55℃~+85℃（扩展）：±(0.08% 测量值 + 偏差值）；不含传感器或测量噪声 | |
| ADC | 24 位 | |
| 供电 | 10-36 Vdc 输入 | |
| 实时时钟精度 | 每年误差 ≤ 3 分钟；装配可选 GPS 校正后可缩短至 10 μs | |
| 网络协议 | Ethernet、PPP、RNDIS、ICMP/Ping、Auto-IP（APIPA）、IPv4、IPv6、UDP、TCP、TLS (v1.2)、DNS、DHCP、SLAAC、Telnet、HTTP(S)、SFTP、FTP(S)、POP3/TLS、NTP、SMTP/TLS、SNMPv3、CS I/O IP、MQTT | |
| 通讯协议 | CPI、PakBus、SDM、Modbus、DNP3、SDI-12、TCP、UDP、NTCIP、NMEA、I2C、SPI、CampbellCloud HTTPS/MQTTS 等 | |
| 内部存储 | 4 M SRAM、75 M FLASH、4 M 电池供电 SRAM | |
| MicroSD 扩展 | 支持扩展至 16 GB | |
| 空闲消耗电流（均值） | < 1.5 mA @ 12 Vdc | |
| 激活消耗电流（均值） | 1.1 mA（1 Hz 扫描 @ 24 Vdc）；1.7 mA（1 Hz 扫描 @ 12 Vdc）；57 mA（20 Hz 扫描 @ 12 Vdc） | |
| 尺寸 | 23.8 × 10.1 × 6.2 cm | |
| 重量 | 860 g |
表 2 树干呼吸室（根据研究对象定制）
 | 尺寸 | 15 cm × 10 cm × 2 cm（可定制） |
|---|---|---|
| 呼吸室容积 | 300 cm³ | |
| 呼吸室截面积 | 150 cm² | |
| 工作环境 | 温度 -40 ~ 80℃；湿度 0 ~ 100% RH，非凝露 | |
| 外壳材质 | 铝 |
表 3 智能多路器（DJ-5600）
 | 通道数量 | 6 路（可定制） |
|---|---|---|
| 对接分析模块 | 可对接常见的各类气体分析仪 | |
| 对接气室 | 可连接不同类型的气室 | |
| 操控方式 | 与数据采集器配合使用 | |
| 通道控制 | 通道运行参数、计算参数可在程序中设定 | |
| 气体流速 | 4.0 L/min | |
| 供电 | DC 12 V |
表 4 DJ-5621B 温湿度气压传感器
 | 测量参数 | 温度、湿度、气压 |
|---|---|---|
| 测量范围 | 温度：-40 ~ 125℃；湿度：0 ~ 100% RH；气压：300 ~ 1100 hPa | |
| 测量精度 | 温度：±0.1℃（SHT45）/ ±0.2℃（SHT40）；湿度：±1.0% RH（SHT45）/ ±1.8% RH（SHT40）；气压：±0.15 hPa（相对）/ ±1 hPa（绝对） | |
| 分辨率 | 温度 0.01℃；湿度 0.01%；气压 0.1 hPa | |
| 供电电压 | 4.5 ~ 18 V DC | |
| 功耗 | SDI-12 接口：静态 < 10 μA；RS485 接口：静态 < 600 μA；测量电流 10 mA（50 ms） | |
| 输出信号 | SDI-12 接口 V1.3 或 RS485 接口（Modbus-RTU 协议） | |
| 工作环境 | 温度 -40 ~ 80℃；湿度 0 ~ 100% RH，非凝露 | |
| 尺寸 | 传感器本体：110 × 16 mm | |
| 电缆长度 | 2 米（可定制） | |
| 防护等级 | IP56 | |
| 安装方式 | 壁挂安装或管道安装 |
表 5 ST-200 树干温度传感器
 | 测量范围 | -60 ~ 80℃ |
|---|---|---|
| 测量不确定性 | 0.2℃（-40 ~ 60℃）；0.4℃（-50 ~ 0℃） | |
| 测量重复性 | < 0.05℃ | |
| 长期漂移 | < 0.02℃/年 | |
| 响应时间 | 2 s | |
| 自发热 | < 0.01℃（典型值，2.5 V DC 脉冲激励） | |
| 工作环境 | -60 ~ 80℃；相对湿度 0 ~ 100% | |
| 输入电压 | 2.5 V DC（推荐） | |
| 输出电压范围 | 0 ~ 2.5 V DC（输入激励为 2.5 V DC 时） | |
| 电流消耗 | 70℃ 时 ≤ 0.1 mA DC（连续 2.5 V DC 激励） | |
| 尺寸 | 长度 25 mm，直径 1 mm | |
| 重量 | 60 g | |
| 线缆 | 5 m 双导体屏蔽双绞线，可按 5 m 倍数加长；TPR 护套（防水、抗紫外线、低温柔韧） |
表 6 SF-G 液流传感器
 | 适用范围 | 连续测量木质植物的液流 |
|---|---|---|
| 适用树木直径 | > 1 cm | |
| 传感器数量 | 2 支 | |
| 传感器尺寸 | 针直径 1.5 mm；针长/加热丝长度可选：18//10、33//20、43//20、63//20（mm） | |
| 信号 | 模拟电压信号（-100 μV ~ +800 μV） | |
| 对数据采集器的要求 | 1 个差分通道，分辨率优于 10 μV | |
| 供电 | 须由恒流源（CCS）供电；1 个 CCS 可为至多 3 个 SF-G / SF-L 传感器供电，需 85 mA × 12 V 连续供电 | |
| 传感器线缆长度 | 5 m，可延长至 20 m |
表 7 LI-830 / LI-850 CO₂ 测量仪（可选配置一）
 | CO₂ 测量范围 | 0 ~ 20,000 ppm |
|---|---|---|
| CO₂ 准确度 | LI-830：优于读值的 3%；LI-850：优于读值的 1.5% | |
| 校准漂移 | 零点漂移 < 0.15 ppm/℃；跨度漂移 < 0.03%/℃；总漂移 < 0.4 μmol mol⁻¹ @ 370 μmol mol⁻¹（按 ℃⁻¹ 计） | |
| 检测下限 | 1.5 ppm | |
| H₂O 测量（LI-850） | 测量范围 0 ~ 60 mmol mol⁻¹；准确度优于读值的 1.5%；零点漂移 < 0.005 mmol mol⁻¹/℃；跨度漂移 < 0.006 mmol mol⁻¹/℃；总漂移 < 0.016 mmol mol⁻¹/℃；检测下限 < 0.015 mmol mol⁻¹ | |
| 测量原理 | 非色散红外（NDIR） | |
| 压强补偿范围 | 50 ~ 110 kPa | |
| 气体流量 | 上限 1 L/min | |
| 工作温度 | -20℃ ~ 45℃ | |
| 电源 / 功耗 | 12 ~ 30 VDC；< 14 W | |
| 内部光学池体积 | 14.5 mL | |
| 重量 / 体积 | 1 kg；22.23 × 15.25 × 7.62 cm | |
| 相对湿度范围 | 0 ~ 95%（非冷凝） |
表 8 SBA-5 CO₂ 传感器（可选配置二）
 | CO₂ 测量范围 | 八个量程可选：标准量程 0 ~ 1000 / 2000 / 5000 / 10000 / 20000 / 30000 ppm；高量程 0 ~ 50000 / 100000 ppm |
|---|---|---|
| CO₂ 精确度 | 量程范围内优于读数的 1% | |
| 线性规整度 | 量程范围内优于读数的 1% | |
| 压力补偿 | 80 ~ 115 kPa | |
| 稳定性 | 定期自动调零，修正样品室空气污染、光源与监测器老化引起的非人为误差；具备自动选择放大器增益功能 | |
| 预热时间 | 5 ~ 15 分钟（视环境温度） | |
| 响应时间 | 显示/模拟输出 < 1.0 秒 | |
| 采样泵及频率 | 整合式空气采样泵，支持动态与静态采样编程；10 Hz，采样数据每 1.6 秒平均后输出 | |
| 气体流速 | 100 ~ 500 cc/min，推荐流速 300 ~ 350 cc/min | |
| 接线端口 | 12 针输入/输出接口 | |
| 模拟输出 | 双 0-5 V（CO₂ 与 H₂O）；4-20 mA（仅 CO₂） | |
| 数字输出 | USB（Mini 型）、针式 RS232 | |
| 环境传感器输入 | 单路 0-1 V 传感器输入通道 | |
| 电源 / 电耗 | 6 ~ 18 V 直流；预热阶段 8 W（8 V @ 1.0 A）；正常运行 1.3 W（12 V @ 0.2 A） | |
| 主机外壳 | 高密度整编 IP65 材质 | |
| 气路连接 | 两路尖嘴进/出气接头，可接驳 1/8 英寸（内径 0.125 英寸）管路 | |
| 操作环境 | -20 ~ 50℃，非冷凝；大气环境较差地区建议加装外部空气过滤器 | |
| 尺寸 | 12 × 3.5 × 7.5 cm（仅 PCB 主板）；13 × 4.5 × 8 cm（含外壳） | |
| 重量 | < 0.2 kg（仅 PCB 主板）；< 0.4 kg（含外壳） |