农业部自动气象站说明书.docx

1、农业部自动气象站说明书农业部自动气象站 使用说明书北京华益瑞科技有限公司 2015/4/1一、 到货收货说明 2二、 到货清单 2三、 设备规格参数表 4四、 传感器介绍及日常维护 6五、 安装步骤 14六、 软件操作说明 24七、 接线表 31八、 变量说明 33十分感谢您选用北京华益瑞科技有限公司的气象设备! 让我们用专业的服务 和先进的设备,为您的研究提供准确、及时、可靠的数据。本自动气象站用于一般农业育种、种养殖生产等非专业环境研究试验场合, 自动记录试验台站的气象数据,可联网上传气象数据。该气象站可以用来测量空气温度、空气相对湿度、空气中水气分压、风速、 风向、雨量、大气压、太阳总辐

2、射、光合有效辐射、土壤温度(三层 、土壤含 水量(三层 、土壤盐分(电导率,三层 ,还可以根据地上传感器的参数及计算 出蒸散量,并存储这些参数在 10分钟的平均值和全天的最大、最小值。一、 到货收货说明:我公司提供的货物一般分三批运到您指定的地点, 请在接收到货物后, 仔细 清点数量,检查货物外包装是否有破损、变形、受潮等现象。如果有上述情况, 请及时联系我公司,向送货的货运或者快递公司追偿。 三、设备规格参数表: 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

3、口, 低功耗, 内置 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, 12 V 电池 , USB包含网络通讯接口 Ethernet 10/100插销式整体接线端子:接线更简单 SD 卡:扩展

4、内存支持 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 (CDMCRBasic 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 100 MHz内存 : 6 MB 系统闪存 , 4 MB SRAM 数据存储, 1 MB 程序文件串行闪存 (CPU SD 卡 : 最大支持 16 GB 扩展时钟精度 : 每年3 分 , 选配 GPS 可精确到 10 sUSB micro B : 直接连接到电脑, USB2.0,12Mbps网络通讯 : 10/100

5、 网络, RJ-45 接口CS I/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 : 12 V 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 16-32 V ,太阳能板 12 或24 V2 个 12 V 开关电源端子:为传感器或通讯设备供电 ,1100 mA 20C2、 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 HUMICAP180R加热型相对湿度探头, 并结合当前先进的制造

6、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的辐射罩内,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

7、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 Texas Electronics 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范围:0 50分辨率: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.

8、21cm重量:1.2Kg精度:10mm/hr,1%10 20mm/hr, +0, -3%20 30mm/hr, +0, -5%CS1064、 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。数据采集器内部的一个开关 12V 仅在 CS106测量期间给其供

9、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机箱内。特点 Vaisala BAROCAP传感器 多种压力测量范围 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 05Vdc 电流消耗小于 4mA 可溯源 NIST技术性能参数总精度:0.3mb200.6mb0401.0mb-20451.5mb-4060线性:0.

10、25mb滞后:0.03mb可重复性:0.03mb长期稳定性:0.1mb/年工作温度范围:-4060尺寸:6.8cm9.7cm2.8cm重量:90g供电电压:10 30Vdc电流消耗:静止1A;活动4mA响应时间:500ms5、 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 1000 ft.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, 用来防止太阳光辐射。 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。测量范围: -50到 +70 极限温度范围:-50到 +100多项式线性误差:在 -50到 +70之

11、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 4.1 107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,

12、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, 传感器的内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%/年响应时间: 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5%,典型3%灵敏度: 0.2K

13、Wm-2/mV线性:直到 3000Wm -2最大偏移 1%并联电阻: 40.2 90.2光谱范围: 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

14、槽没有污染 物。注: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阳光辐射。在传感器电缆里面有一个内置电 阻,将传感器信号转变为 V-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。稳定性: 变化 2%/年反应时间: 10s温度相关: 最大 0.05%/余弦校正: 上至 80入射角工作温度: -40至 65相对湿度: 0至 100%校准: 5%(NIST 灵敏度:

15、 典型 5A/1000moles s-1 m-2线性: 至 10,000moles s-1 m-2最大背离度 1%内置电阻: 604 ohms光谱波段: 400700nm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

16、米 /秒风向方位:机械转动 360 度,电子可测355 度(5 度开口风速精度:0.3 米 /秒风向精度: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 度范围内。 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、 9364

17、0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厘米重量:200克电源:7到 20V 直流工作温度:-30到 +65摄氏度 存储温度:-40到 +70摄氏度 五、 安装步骤: 15 16 17 18 19 20 21 22

18、23 六、 软件操作说明:1、软件的安装:将 随 机 所 带 的 光 盘 放 入 光 驱 , 双 击 setup.exe 安 装 , 之 后 双 击 LoggerNet_4.3_Beta_26_Patch.exe安装升级包,将软件升级到 4.3版本。 2、软件的设置:打开软件,在 Utilities 中选择 Device Config Utility如下图所示打开 Device Config Utility软件,在界面左侧选择 CR6,在界面右侧点击蓝色 的安装 USB 驱动程序链接,安装驱动程序。 24使用自带的 USB 线连接 CR6与计算机,选择 LoggerNet-Main-Setup

19、对通讯进行设置:a. 直连设置:选择 Add Root-ComPort-PakBusPort(PakBus Loggers -CR6Series(注 意不要选两次 -Close 弹出如下窗口,选择 ComPort ,在右侧的 ComPort Connection 中选择 CR6对应的端口号,之后点击左下角的 Apply 按钮,即可完 成直连设置,如下图所示:b. 远程连接设置:选择 Add Root-IPPort-PakBusPort(PakBus Loggers -CR6Series(注意 不要选两次 -Close 弹出如下窗口, 选择 IPPort , 在右侧的 CInternet IP

20、Address 右侧输入要通讯的地址之后点击左下角的 Apply 按钮, 即可完成直连设置, 如下 图所示:c. 设置的导入在设置界面选择 Backup-RestreNetwork 在弹出的窗口选择设置备份文件, 即可完成设置的重新导入。 3、软件的使用:选择 LoggerNet-Main-Connect 打开连接界面如下,与采集器进行通讯,在 界面的左侧选择要进行通讯的采集器, 点击左上角的 Connect 按钮, 当按钮变为 Disconnect 时说明已经和采集器建立了通讯。此时右侧的 Adjusted Server Data/Time(计算机时间 和 Station Data/Time

21、 (采集器时间应该一直在不断变化。如果两个时间差别较大可以点击下方的 Set 按钮进行时间设置,设置时请先将计算机时间调节准确,然后点击 Set 按钮 即可将采集器时间与计算机时间同步。 点击 Connect 界面中间的下来菜单,选择要显示数据的表格,一般选择 Public ,来显示实时数据。之后可在下面查看当前传感器测量出来的数值。 点击 Connect 界面上的 Collect Now 按钮可进行数据收集, 收集完成后会弹 出一个 Data Collection Results(数据收集结果窗口,可以看到有 4个表格 分别是:day (天 、 hour (小时 、 StationInfo

22、(站点信息 、 TenMin (十分钟 数据表格。 可以选择任意一个,然后点击下面的 View File 按钮,进行数据查看,比如 选择 10分钟数据,点击 ViewFile 按钮,将弹出如下界面。 在该界面中可进行数据的查看、 分析, 也可选择若干列数据之后点击 按 钮来画一个变化曲线,如下图所示为电池电压和采集器温度的变化曲线: 也 可 以 在 Excel 等 其 他 数 据 查 看 、 分 析 软 件 中 打 开 数 据 , 首 先 从 C:CampbellsciLoggerNet文件夹中将需要的数据文件复制到桌面或者其他位 置(不要再源文件上进行修改,该文件将一直累积保存数据,然后在拷

23、贝出来 的文件上面点击右键 -打开方式 -选择 Excel 。在 Excel 中打开数据文件后, 请选择 A 列, 然后点击数据 -分列, 弹出如下窗口, 由于 dat 数据是都好分割的,所以输入 NCF 进行数据分列。 之后就可以正常在 Excel 中进行数据的查看、分析,如下图所示: 七、接线表: 八、变量说明: Soil_TC(1 第一 度 Soil_TC (2 第二 度 Soil_TC (3 第三 度 Soil_Con(1 第一 导率 Soil_Con (2 第二 导率 Soil_Con (3 第三 导率 Soil_RDP(1 第一 实介 数 Soil_RDP (2 第二 实介 数 S

24、oil_RDP (3 第三 实介 数 Soil_IDP(1 第一 拟介 数 Soil_IDP (2 第二 拟介 数 Soil_IDP (3 第三 拟介 数 Soil_RDP_TC(1 第 一 温度 真实 常数 Soil_RDP_TC 第二 (2 温度 真实 常数 Soil_RDP_TC 第三 (3 温度 真实 常数 Soil_IDP_TC 第一 (1 温度 层 温 degC 层 温 degC 层 温 degC 层 电 s/m 层 电 s/m 层 电 s/m 层真 电常 层真 电常 层真 电常 层虚 电常 层虚 电常 层虚 电常 层经 修正 介电 层经 修正 介电 层经 修正 介电 层经 修正

25、93640 93640 93640 93640 93640 93640 93640 -0.1 南 -0.2 南 -0.4 南 -0.1 南 -0.2 南 -0.4 南 -0.1 南 米， 米， 米， 米， 米， 米， 米， 93640 -0.2 米， 南 -0.4 米， 南 -0.1 米， 南 -0.2 米， 南 -0.4 米， 南 -0.1 米， 南 93640 93640 93640 93640 93640 93640 -0.2 米， 南 93640 -0.4 米， 南 93640 -0.1 米， 南 35 Soil_IDP_TC (2 Soil_IDP_TC (3 虚拟 常数 第二 温度 虚拟 常数 第三 温度 虚拟 常数 介电 层经 修正 介电 层经 修正 介电 93640 -0.2 米， 南 93640 -0.4 米， 南 半小时数据和天数据变量名为在上述变量名的基础上添加一定的后缀组成 后缀符号 AVG Min Max Tot TMn TMx 后缀意义 平均值 最小值 最大值 总计值 最小值出现时间 最大值出现时间 36