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產(chǎn)品展示/ PRODUCTS PLAY

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CO2-FACE增強方案

描述:為預測和應對大氣組成變化的后果,科學界作了長期的努力。上世紀80年代前,大量的研究在溫室、培養(yǎng)箱或開頂式氣箱中進行。由于相應的試驗條件如溫度、風速、濕度、降雨等因素與自然條件相去甚遠,特別是系統(tǒng)中植物與昆蟲、病源的隔離,從這種模擬環(huán)境中所取得的研究結(jié)果預測大氣...

  • 產(chǎn)品廠地:北京市
  • 廠商性質(zhì):代理商
  • 更新時間:2021-11-24
  • 訪問量:564
產(chǎn)品介紹/ PRODUCT PRESENTATION

一、概述

為預測和應對大氣組成變化的后果,科學界作了長期的努力。上世紀80年代前,大量的研究在溫室、培養(yǎng)箱或開頂式氣箱中進行。由于相應的試驗條件如溫度、風速、濕度、降雨等因素與自然條件相去甚遠,特別是系統(tǒng)中植物與昆蟲、病源的隔離,從這種模擬環(huán)境中所取得的研究結(jié)果預測大氣組成和氣候變化對生態(tài)系統(tǒng)的影響,具有較多的不確定性。鑒于此,研制開發(fā)在自由空氣條件下的升高大氣某個特定組分和(或者)溫度的實驗平臺系統(tǒng),以在盡可能接近自然生態(tài)環(huán)境的條件下,研究生態(tài)系統(tǒng)對變化的響應和適應是非常必要的。

北京華益瑞科技有限公司設計的開放體系中調(diào)控CO2組分濃度和溫度的自動調(diào)控系統(tǒng),即“二氧化碳及溫度FACE (Free Air gas Concentration Enrichment)"系統(tǒng)平臺。該系統(tǒng)在野外的目標區(qū)域沒有任何隔離設施,氣體可以自由流通,區(qū)域內(nèi)通風、光照、溫度、濕度等條件十分接近自然生態(tài)環(huán)境。該系統(tǒng)平臺能在比較寬的風速范圍內(nèi)(超過國際上同類系統(tǒng))滿足較大區(qū)域內(nèi)對目標氣體濃度的控制精度要求(超過國際上同類系統(tǒng))。擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的控制軟件,包括系統(tǒng)控制、數(shù)據(jù)采集控制和分析處理軟件包,遠程監(jiān)控和數(shù)據(jù)管理,為研究生態(tài)系統(tǒng)對大氣中CO2濃度和溫度變化響應提供理想手段,使我國FACE平臺技術*于國際。

二、方案介紹與性能指標

在較大區(qū)域內(nèi)改變和調(diào)控自由空氣中的特定氣體成分,是一項挑戰(zhàn)性很強的技術研究工作。世界上有多個優(yōu)良團隊,正在研究在開放體系增加空氣中CO2、O3等多個組分濃度以及改變溫度、降水等因子的自動控制技術。世界上過去和正在運行的FACE系統(tǒng)基本上是旱地系統(tǒng),如美國研制的系統(tǒng)設計目標為試驗區(qū)域的濃度比大氣中高50%,但實際達到的指標是平均高20%(Schroeder,2006)。由于這種平臺技術的缺陷,影響到相關研究結(jié)果的學術和應用價值。

遠程控制計算機管理整個平臺的運行,設置布氣實驗時間、氣象條件等,可進行CO2濃度/溫度設置值或者增強比例/幅度設定,控制樣地數(shù)據(jù)采集器獲得對照樣地數(shù)據(jù)采集器的參考數(shù)據(jù),對控制量進行運算,通過各種控制器、質(zhì)量流量計、調(diào)壓器等進行實施,再通過控制樣地內(nèi)的傳感器、分析儀對樣地內(nèi)的溫度、氣體濃度進行測量,實現(xiàn)反饋、閉環(huán)控制。

增溫性能:

增溫幅度:0.25~4℃

調(diào)節(jié)分辨率:0.01℃

調(diào)節(jié)相對精度:0.05℃

調(diào)節(jié)穩(wěn)定度:0.1℃@風速不大于2m/s

            0.2℃@風速不大于5m/s

CO2濃度增強樣地性能:

CO2濃度增強幅度:10~1000ppmv

有效調(diào)節(jié)分辨率:3ppmv

調(diào)節(jié)精度:總濃度的1.5%+5ppmv

調(diào)節(jié)穩(wěn)定度:

5ppmv@風速不大于2m/s

10ppmv@風速不大于5m/s


平臺結(jié)構(gòu)系統(tǒng)框圖如下:

本系統(tǒng)的控制核心部件使用CampbellScientific,Inc的數(shù)據(jù)采集器,比較國際上的FACE系統(tǒng),有的采用了Campbll的數(shù)據(jù)采集器,有的使用PLC來控制。有的使用了電腦控制相比之下,使用采集器有如下優(yōu)點。

 CO2增強PID自動計算控制調(diào)節(jié),PID方程  比例微積分方程(PID方程)是過程控制中常用的方法,其框圖如下:

采樣進氣口防水汽凝結(jié)方案,防灰塵過濾

CO2進氣組件(pn 27693)包括用于設定流量的孔口,去除大氣灰塵的過濾器和雨水分配器,這樣可以允許環(huán)境空氣自由采用而不會降低能量進入。雨水分流器被加熱以防止冷凝。進氣組件包括一個平衡室以抑制CO2和H2O的環(huán)境濃度的波動。

三、軟件平臺與移動監(jiān)控

 1、電腦監(jiān)控界面

O3-FACE監(jiān)控控制回路顯示,下圖為生態(tài)環(huán)境研究中心的FACE實驗監(jiān)控界面。

O3-FACE監(jiān)控控制回路顯示,下圖為臭氧制作銷毀控制系統(tǒng)監(jiān)控界面,為了是O3的增強不破壞大自然和周邊環(huán)境,本系統(tǒng)采用了臭氧銷毀裝置。

2、 手機APP應用監(jiān)控

查看數(shù)據(jù)以及曲線(Android以及ios版本)

(一) 直接點擊手機App:Linker,則直接進入顯示所有在線圈名稱的界面,如下圖所示:

  

該界面顯示所有在線的圈地名稱,可對圈地名稱進行修改以及添加新名稱的操作。也可直接輸入圈地編號直接點擊查找。



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