ZSTDP | 植物液流监测系统

ZSTDP 植物液流监测系统

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热耗散（TDP）原理 · 10/30/50mm探针可选 · 连续监测树干液流速率

▲ 加热探针与参考探针，垂直间距40mm

💧 测量原理
ZSTDP植物液流监测系统基于热耗散（Thermal Dissipation Probe，TDP）原理。将一对探针垂直插入树木边材中，上方探针内置加热元件及热电偶，下方为参考探针。加热探针持续以恒定功率加热，液流流动时带走热量，使两探针间温差（ΔT）随液流速率升高而降低。通过测量ΔT与零流速最大温差ΔTmax的关系，利用Granier经验公式计算液流速率（cm/s），结合边材面积可进一步获得液流量（cm³/h）。该方法可连续、自动监测树木蒸腾耗水动态。

📡 系统优势
全封闭探针，性能稳定，维护成本低；温差小（5-10℃），避免高温损伤树木；体积小，安装方便；精度高，进口材料单独校准；兼容国内外主流数据采集器（RS485/模拟输出）。配合知树电子太阳能采集站，可实现野外长期无人值守监测，数据直通知树云平台。

🌳 适用场景
森林水文、树木水分关系、园林绿化、果树灌溉管理、全球变化生态学等领域的树干液流长期定位研究。

▲ 探针安装后加装防雨辐射罩

🔧 安装与维护要点
安装位置选在树干北面距地面1-2米处，清除软木层后用与探针直径匹配的钻头打孔（推荐1.8mm），深度与探针长度一致（10mm、30mm或50mm）。探针垂直插入，上下探针间距40mm。针对不同树种及树干粗细，可根据边材厚度灵活选择探针长度：浅边材树木（如针叶树）推荐10mm探针；一般阔叶树推荐30mm标准探针；厚边材或大型树木推荐50mm长探针，以确保探针完全位于活跃边材区域。使用螺丝固定探针（勿过紧），连接延长电缆（标配10米，可定制至25米），最后安装防雨辐射罩并用密封胶封顶，底部留孔隙排水。建议生长季每2个月检查并重新拔插探针，防止树液腐蚀导致粘连；每年重新安装一次以避开垂直生长影响。

⚙️ 接线定义
棕色：加热+ (3.0V+) | 黑色：加热- (GND)
白色：信号+ (差分+) | 蓝色：信号- (差分-)
建议搭配专用恒压模块供电，一个模块最多可接6个探针。

核心功能特点

温差小（5-10℃），不损伤树木
全封闭探针，防水防腐蚀，低维护
即插即用接口，分段延长线缆
进口热电偶，精度高，单独校准
兼容主流采集器（差分模拟输入）
低功耗设计，适合太阳能供电系统
探针坚固耐用，可重复使用
配合云平台，远程查看液流速率曲线

探针技术参数

探针长度	10 mm / 30 mm / 50 mm（根据边材厚度选择）
探针直径	1.5 mm
探针间距	40 mm
加热电阻	约 50 Ω
加热功率	0.15 ~ 0.2 W
工作电压	3.0 V DC（可根据温差调节）
信号输出	40 μV/℃，占用1个差分通道
线缆长度	标配 10 米（可定制延长至25米）
工作环境	-40 ~ +60℃，0~100% RH
输出电压范围	0 ~ 1 mV（对应温差0~25℃）
测量误差	±0.1℃
恒压模块	1个模块可接6个探针，电压出厂预设3V

线序定义

线色	定义
棕色	加热+ (3.0V+)
黑色	加热- (GND)
白色	信号+ (差分+)
蓝色	信号- (差分-)

注意事项：接线前确保探针未通电，避免损坏；延长线建议不超过25米。

液流速率计算公式（Granier经验公式）

定义无量纲参数 K = (ΔT_max - ΔT) / ΔT

液流速率 V = 0.0119 × K^1.231 （cm/s）

液流量 F = V × A_s × 3600 （cm³/h），其中 A_s 为边材面积（cm²）

ΔT为加热探针与参考探针实测温差，ΔT_max为零流速（通常夜间高湿时段）最大温差。用户可通过知树云平台或Excel模板自动计算液流速率及日累计量。系统直接输出液流速率原始信号，配合云平台一键计算，无需人工换算。

探针布设及选型建议

探针长度选择：树干边材厚度 < 10mm → 选10mm探针；边材厚度 10~30mm → 选30mm标准探针；边材厚度 > 30mm → 选50mm长探针。确保探针完全嵌入边材，避免进入心材。
树干直径 < 20 cm：每棵树安装1套探针（2根）
树干直径 20 ~ 40 cm：建议安装2套（不同方位）
树干直径 > 40 cm：建议安装3~4套，取平均值以提高代表性
在均质林分中，每棵树安装1套也可取得可靠对比结果（参考Granier经验）

系统可接入数据采集器，多个探针可并联至同一采集站，通过SDI-12或RS485总线扩展。