插针式茎流计- 热脉冲速率法(HPV，heat pulse velocity)

插针式茎流计- 热脉冲速率法(HPV，heat pulse velocity)     热脉冲速率法(HPV，heat pulse velocity) 测液流装置热脉冲速率法测液流装置:热脉冲感应部分主要由一个热源和两个传感器探针组成，此外还有数据采集器、数据分析软件等组件，装置属于插针式。该方法*早由德国植物生理学家 Huber 于 1932 年提出，是基于热源发出热脉冲，然后测定热源上下游树液温度的升高来推算蒸腾耗水量。
    在树木茎干的茎向同一直线上，先将热源探针插入，然后分别在其上、下部位1.0 cm 和2.0 cm 处插入两传感器探针，打开热源发出小段热脉冲，因为离热源距离不同，上面传感器测得的温度应该小于下面传感器温度，但液流能携带一部分热量给上面的传感器，在一定时间内( t z)两个温度会相等。用 t z 可以计算热脉冲速率^［4］ 。

根据Marshall 于1958 年得出的公式可求液流速率:
［1］
式中: V 是液流速率; t _z 是指从热脉冲注入开始到上下两根探针温度一样时所用的时间; x _d 是上面探针与热源之间的距离; x _u 是下面探针与热源之间的距离。
      因为探针对茎干内部组织的损害，须对(1)式所得热脉冲速率 V 进行修正。根据 Swanson 和Whitfield 的研究，修正速率 V c 可由下式得到: V _c = a + bV + cV ² + dV ³     
［2］
式中: a，b，c，d 是修正系数，取决于探针的尺寸和材料。
 则液流通量密度 J 可以由下面的式子计算:J = (0． 505F _M + F _L )V _c     
［3］
式中: F M 和 F L 分别是指测量部分边材和液流的体积分数。系数 0． 505 与木质部热性质有关，并假定在不同树木之间为一个常数。
 *后，可以通过对液流速度场 J(r) 积分求得液流通量 Q:［4］
式中: R 是植物茎干半径; H 是植物心材的半径; r是计算点***心的距离 

HPV 茎流量传感器/Sap Flow Sensor
        HPV茎流量传感器是一款校准型、低成本的热脉冲液流传感器，输出校准液流量、热速、茎水含量、茎温等数据，功耗低，内置加热控制，同时改善了传统的加热方式，其原理采用热脉冲速率法（HPV），热热脉冲速率法（HPV）是从Tmax法和热比法（HRM）两种Vh方法的*佳测量范围出发，又称慢流量法（SRFM），用来测量植物中可观察到的Sap流量的全范围。DMA采用一种算法，通过Tmax或HRM/SRFM动态选择*优的Vh测量，测量范围：-200~+1000cm/hr(热流速度)或-100~+2000cm3/cm2/hr (茎流通量密度)，可广泛用于于茎流量监测、植物茎流蒸发计算、植物茎流蒸腾量、植物灌溉等
植物茎流是树木内部的“水”运动，而蒸腾是从叶片通过光合作用蒸发流出的水分。树液流量和蒸腾量之间有很强的关联性，通常理解是同一回事。但是，严格地说，它们是不同的，这体现在它们是如何被测量的。

     SAP流量以L/hr（或每天、每周等）为单位进行测量。蒸腾量以每小时、每天、每星期等毫米（mm）为单位测量。
 蒸散量=蒸腾量+蒸发量 
     蒸腾量以毫米为测量单位，可与降雨量以毫米计作比较。随着时间的推移，降雨量（水输入）应与蒸腾量（输出）相匹配。如果蒸腾作用更高，通常是树木作物的蒸腾作用，那么这种差异必须通过灌溉来弥补。

    蒸发量（evaporation），蒸发量是指在一定时段内，由土壤或水中的水分经蒸发而散布到空中的量。

1mm(降雨量)=1㎡地面1kg水
1mm(蒸腾量)=1㎡叶面积的1升树液流量（水）
 
例如：在果园和葡萄园等有管理的树木作物系统中，蒸发量与蒸腾量相比非常小。因此，为了简化测量，通常忽略蒸发量，将蒸腾量取为平均蒸散量（ETo）。
技术指标
测量范围：-200~+1000cm/hr(热流速度)
分辨率：0.001cm/hr
准确度：±0.1cm/hr
探针尺寸：φ1.3mm*L30mm
温度位置：外10mm，内20mm
针距：6mm
探针材质：316不锈钢
温度范围：-30~+70℃
响应时间：200ms
加热电阻：39Ω，400J/m
电源：12V DC
电流：空闲5mA, 测量<270mA
线缆：5m，*大60m