紅外傳感器在土壤碳通量測量系統中的應用
一、什么是土壤碳通量
碳通量 (Carbon flux)是碳循環研究中一個最基本的概念，表述生態系統通過某一生態斷面的碳元素的總量。例如：某河流的碳通量，就是流過河流斷面的有機碳和無機碳的總量；某森林生態系統碳通量，就是該生態系統單位時間單位面積上的碳循環總量。土壤碳通量測量是生態學與全球變化研究的重要組成部分，是目前國內外研究的熱點問題。
二、檢測土壤碳通量的意義
土壤呼吸是土壤生態系統碳素循環的一個重要過程，也是土壤中生命活動的表征，準確測定其釋放量是評價生態系統中生物學過程的關鍵；通過對土壤呼吸及其相關參數的監測，可估測根系和土壤微生物對氣候變化的響應。土壤碳通量在時間和空間上受多種復雜物理和生物過程影響，因此，長期、連續、準確的測量土壤碳通量，對陸地生態系統碳通量研究具有重要的意義，土壤碳通量測量系統可廣泛應用于農業生態科研、全球氣候變化、土地利用方式改變、生態修復研究、土壤微生物活力評估等領域。
生態系統中的碳交換
三、土壤碳通量測量系統的原理及結構示意圖
根據菲克第一定律(Fick’s first law)，在（穩態擴散的情況下）單位時間內通過垂直于擴散方向的單位截面積的擴散物質流量（稱為擴散通量Diffusion flux，用J表示）與該截面處的濃度梯度(Concentration gradient)成正比。
以土壤中的CO2為例 ，土壤剖面CO2通量（μmol CO2 m−2s−1）即根據該定律求出，具體計算公式為：
J= -D(dC/dx)
其中D為CO2在土壤中的擴散系數(單位為m2/s，與土壤溫度、土壤體積含水量及土壤空隙度有關)，C為深度為x（單位為m）的CO2濃度，dC/dx為濃度梯度，“–”號表示擴散方向為濃度梯度的反方向，即擴散由高濃度區向低濃度區散。
土壤碳通量測量系統結構示意圖
在整個測試過程中，氣體濃度的測量及分析尤為關鍵。NDIR吸收光譜法檢測大氣中的CO，CO2,CH4等氣體濃度具有測試精度高和穩定性好的特點，利用該傳感器監測土壤不同層次的氣體濃度，對于進一步了解氣體濃度在土壤中的傳輸過程機制具有很大價值。同時，由于被測氣體并不與傳感器發生直接反應，所以紅外傳感器能夠承受高濕，高粉塵和污垢等其他惡劣環境實現采樣分析，是一種極具發展前途的傳感器。
四、如何為土壤碳通量測量系統選擇氣體傳感器
卓立漢光能提供基于NDIR技術的氣體傳感器，以其高精度、高可靠性、超長的使用壽命以及具有極高的選擇性，不會受到氣體的交叉影響，獲得用戶的好評。
構成NDIR二氧化碳傳感器的三個核心元件為：紅外光源、紅外探測器以及吸收氣室。其中紅外探測器通常與窄帶濾光片作為一體，實現對被測氣體的選擇性吸收和測量。
氣體傳感器結構圖
產品參數
針對不同客戶的需求，我們提供了兩款氣體傳感器供選擇。
產品一
一、測量氣體參數
注： 其他氣體及指標均可根據要求定制
二、主要技術參數
三、機械安裝圖
產品二
13810233784
在線咨詢
