波文比観測システム

エネルギーバランス−ポビン比法（EBBR）とは、正味放射線、土壌熱流束及び温度差と水蒸気圧差を測定することにより、潜熱と顕熱流束を求める方法である。測定システムは主に4つの部分から構成されている：データ収集器、高精度センサ、自動変位システム、自動切替システム。その中で、データ収集器は純放射線と土壌熱流束などを収集し、保存することによって、自動変位測定システムによる温度と湿度差の収集と記憶、及び自動変位装置のトリガ変位制御、

イギリスの物理学者Bowen（1926）は自由水面のエネルギー平衡を研究する際にエネルギー平衡−波文比法（Energy Balance−Bowen Ratio，EBBR）を提案し、水面と空気間の乱流交換熱（顕熱流束H）と自由水面蒸発水蒸気の消費熱（潜熱流束LE）の比を利用し、エネルギー平衡公式を結合して顕熱流束と潜熱流束を求める方法を求めた。

Bowen比の導出式は次のとおりです。

ここで、βは波文比、KhとKqはそれぞれ水、熱乱流交換係数（Kh Kqと仮定）、湿球定数として、0.665（kPa/℃）；Lは蒸発潜熱係数、2.45（MJ/kg）、Cpは比ガス定数、温度差（実測可能温度差代わりに 2つの異なる観測層間の水蒸気圧差である。

位置決め技術により、測定機器自体による系統的な誤差を除去し、それによって波文比の測定計算精度を明らかに向上させる。2つの温湿度センサの1つのシフト周期における2組の測定値の差に対して平均値を取り、システム誤差を解消し、波文比の測定精度を向上させる。

システム構成

1）CR 3000データコレクタ

*大スキャンレート：100Hz

アナログ入力チャネル：28個のシングルエンドまたは14対の差分

パルスカウンタ：4個

スイッチングレーザーチャンネル：4電圧励起、3電流励起

デジタル制御ポート：SDM×3、I/O×8、RS-232×4

通信/データストレージポート：CS I/O x 1、RS-232 x 1、パラレル周辺機器x 1

入力電圧範囲：±5Vdc

アナログ電圧測定精度：±（0.04%示度＋オフセット）、0～40℃

シミュレーション解像度：0.33μV

模擬/デジタル変換ビット数：16ビット

動作温度：-25～50℃（標準）、-40～85℃（低温拡張）

メモリ：システムを実行するために2 MB、CPU、プログラム、およびデータストレージのために4 MB

電力供給要件：10～16VDC

消費電力：2 mA（スリープ状態）、3 mA（1 Hzサンプリング周波数）、10 mA（100 Hzサンプリング周波数）

サポート可能な通信プロトコル：PakBus、Modbus、DNP3、SDI-12、SDM

サポート可能なインターネットプロトコル：FTP、HTTP、XML POP3、SMTP、Telnet、NTCIP、NTP

2）HC 2 A-S 3空気温湿度センサ

HC 2 A-S 3はスイスのRotronic社が生産した温度と湿度の一体型プローブであり、精度が高く、頑丈で耐久性がある野外の長期観測に適した温湿度センサーである。このセンサには、埃や微粒子の侵入を防止するためのポリエチレンフィルタが搭載されており、センサ測定の*性と信頼性を保証しています。ポリテトラフルオロエチレン（テフロン）のフィルターを搭載した後、HC 2 A-S 3は応答時間の面でやや低下している（≦30 s）が、環境適応性を大幅に向上させ、海洋などの高塩分、高湿度環境で正常に使用することができる。
主な技術パラメータ

温度レンジ：-40～60℃（出荷時の標準レンジ）、-50℃～100℃（温度限界範囲）

温度精度：±0.1℃（@10～30℃）

相対湿度レンジ：0～99%相対湿度
相対湿度精度：±0.8%相対湿度（10～30℃）
長期安定性：＜1%RH/年
供 電気：3.3～5Vdc

3）NR 01四成分純放射センサ

測定パラメータ：上向き長波放射、下向き長波放射、太陽総放射、反射太陽放射、正味放射

オプションの測定：反射率または太陽反射率、空の温度、日照時間数、表面温度

短波放射センサ（SW）：

短波スペクトル範囲：285～3000nm

キャリブレーショントレース先：WRR

キャリブレーション不確実性：＜1.8%

長波放射センサ（LW）：

スペクトル範囲：4500～40000ナノメートル

キャリブレーショントレース先：WISG の

キャリブレーション不確実性：＜7%

温度センサータイプ：Pt 100（機器自体温度）

ヒータ電力：1.5 W@12ボルト直流

動作温度：-40～80℃

4）土壌熱流束板

HFP 01は世界的に流行している土壌熱流束測定センサーであり、壁や建物の囲い構造で測定することもできる。センサーはセラミックス/プラスチック複合材料本体を採用し、総熱抵抗を小さく維持した。センサーは非常に頑丈で、性能は安定している。1つの位置で長期的に測定し、複数の位置でシステム統合測定を行うのに適しています。

技術性能パラメータ

測定パラメータ：熱流束

誘導領域：8×10^-4米²

量 程（ほど）: -2000～﹢2000W/m²

かんど: 60×10^-6V/（W/m²)

センサ熱抵抗：71×10^-4K/（W/m²)

センサ抵抗範囲1～4Ω

キャリブレーション不確実性：±3%（k=2）

動作温度範囲：-30～70℃

IP保護レベル：IP 67

5）03002風速風向センサ

動作温度：-50～50℃

風速測定

測定範囲：0～50m/s，突風60 m/s
精度：±0.5m/s

起動風速：1.1m/s

出力信号しゅつりょくしんごう:交流正弦波、回転ごとこうりゅうせいげんは、かいてんごと1パルス

風向測定

レンジ：0～360°（機械）、0～352°（電子、8°開口）
精度：±5°

起動風速：1.3メートル/秒

出力信号：アナログ電圧信号

供 電気：ポテンショメータ励起電圧*大15VDC（03002）

6）TCAV平均土壌温度センサ

TCAV土壌平均温度プローブはE型（ニッケルクロム−コンスタント）熱電対プローブを採用し、土壌表層以下の6〜8 cmの土壌平均温度を測定し、小面積土壌の垂直、水平両方向の平均温度を測定することができる。各プローブセットは、異なる深さの温度を測定するために使用される2×2計4個の平行プローブを有する。TCAVは土壌熱流束板と土壌温湿度センサと組み合わせて使用することができ、それによって総土壌熱流束を計算することができる。

技術性能パラメータ

センサータイプ：ニッケルカドミウム-コンスタント熱電対
一般的な出力：60μV/℃

重量：0.45 kg（15.24 mケーブル含む）