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恒美智造土壤呼吸测量系统选型指南:三个型号怎么挑

文章来源:恒美智造 发布时间:2026-10-27 09:08:58

一、选型从观测目标倒推

选土壤呼吸测定仪,比较稳妥的做法是从观测目标倒推,而不是先看价格再看功能。需要先行回答的几个问题是:本项目要测的是土壤碳排放的强度,还是需要同时刻画温室气体的构成;观测对象是农田、草地、林地还是修复地块;观测点位有多少、分布在什么区域;单次野外作业的时长与供电条件如何。把这些回答清楚,型号选择的余地其实不大。建议每季度按说明检查各气体与环境传感模块的工作状态。

恒美智造在这一品类下提供三个型号,按监测参数数量逐级递进。基础型 HM-THm 监测 CO₂ 与 H₂O(湿度)两项,市场价 19800 元;进阶级 HM-TH1 监测 CO₂、H₂O、温度与气压四项,市场价 39000 元;多气体型 HM-TH2 监测 CO₂、H₂O、N₂O、CH₄、温度与气压六项,市场价 98000 元。三个型号的价差对应的是参数覆盖与配置水平的差别,不是同一个功能的不同版本。

有一个判断标准值得先说清楚:如果研究只关心 CO₂ 排放强度与土壤湿度条件,HM-THm 的能力边界正好覆盖需求,多付出的预算买不到额外的研究价值;如果课题涉及氮循环或稻田、湿地等 CH₄ 排放问题,那么 N₂O 与 CH₄ 的量程就是必需项,只有 HM-TH2 能够满足。把这一步想清楚,后面的比较都是技术细节。建议每年按内部质量控制要求做一次整机性能确认并留档。

表1 恒美智造土壤呼吸测定仪三个型号的能力对照

对照维度

HM-THm

HM-TH1

HM-TH2

监测参数数量

2 项

4 项

6 项

监测参数构成

CO₂、H₂O

CO₂、H₂O、温度、气压

CO₂、H₂O、N₂O、CH₄、温度、气压

温室气体覆盖

仅 CO₂

仅 CO₂

CO₂ 与 N₂O、CH₄ 同时覆盖

释放速率换算

仅碳通量

仅碳通量

碳通量、N₂O 释放速率、CH₄ 释放速率

操作方式

六按键+3.5 英寸液晶屏

7 英寸触摸屏+安卓系统

7 英寸触摸屏+安卓系统

数据联网

USB 导出至电脑

USB 免驱动导出,wifi/4G 上传云平台

USB 免驱动导出,wifi/4G 上传云平台

打印与定位

无

支持打印与 GPS 定位

支持打印与 GPS 定位

续航

10 小时

8 小时

8 小时

适用场景

常规 CO₂ 通量监测

多参数土壤碳通量观测

含 N₂O、CH₄ 的温室气体通量研究

表注:三个型号按监测参数数量与功能配置逐级递进,使用方可按研究目标选择。

二、三个型号的能力差异

恒美智造 HM-TH1 在参数与作业方式上都做了升级。监测参数扩展到温度与气压,把影响通量解读的环境变量补齐;操作平台换成 Android 安卓系统与 7 英寸高清触摸屏,配有专用动态分析软件,可在屏幕上实时显示实验过程。数据出口从单一 USB 扩展到 USB 免驱动导出、wifi 与 4G 联网并上传云平台,检测完成可直接打印并上传结果,同时支持 GPS 定位,点位坐标可与数据对应留存。

恒美智造 HM-TH2 的差异集中在气体测量能力上。它在 HM-TH1 的基础上增加了 N₂O(0—500 ppm)与 CH₄(0—100 ppm)的量程,不仅能测量两种气体的释放量,还能显示其释放速率,单位 μmol/m²·s,依各自测量数据自动换算。对温室气体通量研究而言,把三种气体放在同一次作业中获取,比分别用不同设备在不同时间测定更能保证数据的可比性,这也是 HM-TH2 定价明显更高的原因。

表2 恒美智造土壤呼吸测定仪 HM-THm / HM-TH1 / HM-TH2 整机参数表

参数项目

HM-THm

HM-TH1

HM-TH2

市场价

19800 元

39000 元

98000 元

监测参数

CO₂、H₂O(湿度)

CO₂、H₂O、温度、气压

CO₂、H₂O、N₂O、CH₄、温度、气压

CO₂ 测量范围

0—5000 ppm

0—5000 ppm

0—5000 ppm

CO₂ 分辨率/精度

0.1 ppm/3 ppm

1 ppm/1% VOL

1 ppm/1% VOL

H₂O 测量范围

0—85%

0—100% RH

0—100% RH

H₂O 分辨率/误差

0.1%/≤1%

0.001/≤±2% RH

0.001/≤±2% RH

N₂O 测量范围

—

—

0—500 ppm

CH₄ 测量范围

—

—

0—100 ppm

大气压力

—

300—1100 hPa

300—1100 hPa

呼吸室温度

—

0—50 ℃

0—50 ℃

碳通量单位

μmol/m²·s(依 CO₂ 自动换算)

μmol/m²·s(依 CO₂ 自动换算)

μmol/m²·s(依 CO₂ 自动换算)

气体流速

玻璃转子流量计 0—1.5 L 可调

标准 800 ml/min 可调

标准 800 ml/min 可调

呼吸室尺寸

直径 110 mm、高 200 mm

180 mm(H)×100 mm(D)

180 mm(H)×100 mm(D)

呼吸室容积

—

1413 cm³

1413 cm³

操作系统

—

Android 安卓操作系统

Android 安卓操作系统

显示与按键

3.5 英寸 TFT 真彩液晶屏,800×480,六按键

7 英寸高清触摸屏

7 英寸高清触摸屏

存储空间

16 G(可扩展至 32 G)

16 G,可存 100000+ 条数据

16 G,可存 100000+ 条数据

数据传输

USB 连接电脑直接导出

USB 免驱动导出到 U 盘;支持 wifi、4G 联网,数据可上传云平台

USB 免驱动导出到 U 盘;支持 wifi、4G 联网,数据可上传云平台

打印

—

检测完成可直接打印并上传结果

检测完成可直接打印并上传结果

定位

—

支持 GPS 定位

支持 GPS 定位

电源

DC 8.4 V 锂电池,连续工作 10 小时

12 V DC 锂电池,满电续航 8 小时

12 V DC 锂电池,满电续航 8 小时

操作环境

-20—60 ℃、0—85%(无凝结)

—

—

主机体积/重量

260×260×130 mm/3.25 kg

包装 550×245×375 mm/7.2 kg

包装 550×245×375 mm/9.5 kg

可选配

土壤水分温度传感器

可加配土壤温湿盐传感器

可加配土壤温湿盐传感器

表注:以上参数依据恒美智造产品资料整理,三个型号的市场价分别为 19800 元、39000 元与 98000 元。

三、按应用场景对应型号

农业生态方向的常规监测,例如比较不同耕作方式、施肥水平或灌溉制度对土壤碳排放的影响,观测对象通常是 CO₂ 通量与环境条件的配合关系。这类项目点位多、观测频次高、需要携带设备在田块之间移动,恒美智造 HM-THm 的轻便与长续航反而比参数数量更有价值。若研究还需要记录点位坐标、把数据汇入单位的信息化平台,恒美智造 HM-TH1 的联网与定位功能会省去大量人工整理工作。

碳源碳汇核算与陆地生态系统碳通量研究对数据完整性的要求更高。这类项目往往需要连续多年在同一批点位上观测,数据要能与其他环境监测项目对齐使用,因此温度、气压等环境参数的同步记录比较重要,恒美智造 HM-TH1 的参数构成能够满足这一需求。若课题需要把通量数据与气象、土壤水分数据做联合分析,恒美智造土壤呼吸测定仪还可加配土壤温湿盐传感器,在气体通量之外增补土壤水分、温度与电导率信息。

涉及温室气体的研究方向,例如稻田甲烷排放、农田氧化亚氮排放、湿地与冻土区温室气体通量观测,就需要恒美智造 HM-TH2。它的六项监测参数把 CO₂、N₂O、CH₄ 三种气体的释放量与释放速率一并覆盖,避免了多台设备交替测量带来的时点不一致问题。全球气候变化研究、土地利用方式变化的排放响应研究,通常也落在这一档需求上。建议为每个点位建立编号,让硬件存储的数据能够对应到研究设计的表格里。

表1 恒美智造土壤呼吸测定仪的应用领域

应用领域

典型研究内容

适配型号

农业生态科研

农田土壤 CO₂ 排放规律与耕作方式影响

HM-THm/HM-TH1/HM-TH2

碳源碳汇研究

陆地生态系统碳通量收支核算

HM-TH1/HM-TH2

全球气候变化研究

升温与降水变化下土壤呼吸响应

HM-TH2

土地利用方式研究

不同利用方式下的土壤碳排放差异

HM-TH1/HM-TH2

生态修复评估

修复前后土壤生物学活力变化

HM-THm/HM-TH1

土壤微生物活力评估

微生物呼吸贡献的定量刻画

HM-TH1/HM-TH2

植物生态与根系呼吸研究

根系呼吸与土壤呼吸的区分

HM-TH1/HM-TH2

温室气体排放研究

N₂O 与 CH₄ 通量同步观测

HM-TH2

表注:型号适配为常规建议,具体选型可结合研究目标与预算确定。

四、现场条件对选型的影响

供电与续航是首要项需要核对的现场条件。恒美智造 HM-THm 采用 DC 8.4 V 锂电池,连续工作 10 小时;HM-TH1 与 HM-TH2 采用 12 V DC 锂电池,满电续航 8 小时。野外观测的一天往往包含交通、点位转移与等待时间,实际可用的测量时长会比标称值短,因此距离补给点较远、作业节奏较紧的项目应把续航放在较前的位置考虑,必要时携带备用电源。

网络条件决定了能不能用上联网功能。HM-TH1 与 HM-TH2 支持 wifi 与 4G 联网并可将数据上传云平台,但在深山、湿地或大面积农田中央,信号覆盖往往不稳定。遇到这种情况,两个型号都支持 USB 接口导出到 U 盘且免驱动插拔,取数路径不受影响。因此联网功能的价值不在于随时在线,而在于有信号时可以把数据直接汇入平台,减少后续人工转录的环节。

呼吸室的适配是另一项常被忽略的条件。HM-THm 的呼吸室尺寸为直径 110 mm、高 200 mm,HM-TH1 与 HM-TH2 为 180 mm(H)×100 mm(D)、容积 1413 cm³。地表覆盖状况、起伏程度与目标研究对象的尺度都会影响呼吸室的选择,恒美智造提供其他尺寸呼吸室的定制选项。对地表状况特殊的样地,建议在采购前把呼吸室规格与厂家沟通清楚。

五、预算与采购核查

三个型号的市场价分别为 19800 元、39000 元与 98000 元。做预算时除了主机,还应把配套项一并计入:土壤温湿盐传感器属于选配,其他规格呼吸室需要定制,延长质保可以付费延至 24 个月或 36 个月,年度运行还包含耗材、清洁维护与计量送检的支出。把这几项列清楚,预算才不至于在执行阶段出现缺口。把通量序列与同期的温度、水分数据对齐,可以做联合分析。

采购前的核查建议落到具体条款上,而不是停留在参数表的比较。需要确认的内容包括:设备的监测参数是否覆盖本项目的全部观测对象;数据出口方式是否与单位现有的数据管理流程衔接;质保范围是否包含各气体与环境传感模块;服务网点在项目布点区域是否有覆盖;配件供应的承诺年限与调价机制如何约定。这些条款一旦写入合同,后续使用中遇到问题就有据可依。

六、投用后的使用与维护安排

设备到货后的首要件事是把操作流程固化下来。恒美智造土壤呼吸测定仪的现场顺序是:确定观测点位并做好标记,在地表清理出呼吸室底座安放面,核对设备电量与存储余量,将呼吸室扣置于土壤表面形成密闭空间,设定气体流速与采集节奏后开始采集。其中底座安放要避免扰动表层土壤造成瞬时排放,呼吸室密闭不严会让读数明显偏低,这两点是影响数据质量的主要风险。

日常维护可以围绕电量、密封与气路三项展开。电量方面每次作业前确认充电状态;密封方面每周检查呼吸室密封面是否完好、有无变形与磨损;气路方面每月确认连接牢靠、无堵塞,同时核对读数合理性并整理存储空间。每季度按说明检查各气体与环境传感模块的工作状态,每年按内部质量控制要求做一次整体性能确认并留档。观测数据的价值随积累年份增加而提升,规范归档因此格外重要。

从长期使用角度看,值得在投用初期就安排的两件事是培训与归档规范。恒美智造提供安装验收后 1—2 天的实地教学、定制化远程辅导与视频教程库,培训考核未通过可免费重学且不限参训人数,多台设备、多个作业人员的项目应尽量安排统一培训。归档方面则需要明确点位编号规则、数据导出责任人与周期,让积攒下来的通量序列在多年之后仍然具备可比性与可追溯性。

恒美智造官方网站:

www.hmdzkj.cn

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