HFP01SC 自校准热通量传感器
一、介绍
HFP01SC测量土壤热通量，单位为W/m2。当要求高水平的质量保证和高测量精度时，使用这种方法。本质上，HFP01SC是热通量传感器和薄膜加热器的组合。热通量传感器输出是一个与通过传感器的热通量成比例的电压信号。薄膜加热器每隔一段时间启动一次，进行自检(见图3)。自检的结果是验证传感器与土壤的接触，并获得一个新的灵敏度，该灵敏度对当时的环境有效。后者称为自校准。还隐含地测试了电缆连接、数据采集和数据处理。相对于传统传感器(如HFP01型)的测量，其结果是大大提高了测量精度和质量保证。土壤热通量传感器应该尽可能长时间地留在土壤中，以便土壤特性成为当地条件的代表。使用自校准，用户不再需要将传感器带到实验室来验证它们的稳定性能。
典型的测量位置建议配备有2个或更多传感器，以实现良好的空间平均。
图1 HFP01SC自校准热通量传感器。正面是红色，反面是蓝色的传感器体。
二、特点和优势
• 低热阻 • 大防护区 (根据 ISO 9869 标准要求) • 低电阻(低电气噪声拾取)
• 高灵敏度 (在低通量环境中具有良好的信噪比) • 坚固性，包括坚固的电缆
(对于长期安装的传感器至关重要)
• IP 防护等级: IP67 (户外应用需要) • 用于自测的集成薄膜加热器
三、HFP01SC 规格
技术参数：
被测量
| 热通量 |
在线功能测试 | 自测， 包括自校准 |
传感器面积 | 8 x 10-4 m2 |
传感器热阻 | 81 x 10-4 K/(W/m2 ) |
测量范围 | -2000 to 2000 W/m2 |
灵敏度 (常规) | 60 x 10-6 V/(W/m2 ) |
额定使用温度范围 | -30 to +70℃ |
IP 防护等级 | IP67 |
薄膜加热器电阻 | 100 Ω ± 10 % |
薄膜加热器额定电压 | 9 to 15 VDC |
图2 HFP01SC 自校准热通量传感器:
(1) 薄膜加热器, (2) 热通量传感器的被动保护区,(3) 2 根线缆,
标准长度为 5 m (可选更长线缆). 整个传感器的厚度是 5.6 x
10-3 m (传感器电缆出口处是 6 x 10-3 m ).
自测间隔 | 6 hr |
加热间隔持续时间 | 180 s |
日平均功率消耗 | 0.02 W |
标准线缆长度 | 2 x 5 m |
可选项 | 更长的线缆 (10, 15, 20, 30, 40 m) |
图3 自校准的解释：在下侧，热通量传感器(2) 测量土壤热通量 Φ. 该热通量受到误差- X的影响, 偏差误差取决于土壤的导热系数，与传感器的导热系数及其与土壤的热接触相关。 在上侧，自检期间，薄膜加热器(1) 被打开以用于产生已知的电来加热生成热通量. 作为第一近似，通过传感器的向下通量和向上通量之间的总热通量的划分包含同样的(1-X)项，该项也表征偏转误差。自测期间的信号电平乘以2，用于自校准。新测量的灵敏度补偿了偏转误差，也补偿了灵敏度的温度依赖性和传感器的不稳定性。
四、选项和附件
• 更长的线缆(2 x), 是5m的倍数, 超过20m是10m的倍数 • 另外请见HFP01型热通量板
五、使用建议
• 土壤热通量的高精度科学测量，具有高水平的数据质量保证
图4 HFP01SC用于高精度表面能通量实验中的土壤热通量测量
