SF-HP Hitze-Puls Saftflusssensoren
Ebenso, wie bei TDP-Saftflusssensoren handelt es sich auch bei Heat-Pulse Saftfluss Sensoren um ein temperaturbasiertes Messprinzip. Ein wesentlicher Unterschied ist jedoch, dass bei HP-Saftflusssensoren keine kontinuierliche Beheizung nötig ist, sondern lediglich ein kurzer Wärmepuls von wenigen Sekunden appliziert wird. Je nach angewandter Messmethode wird dann die richtungsabhängige Ausbreitung des Wärmepulses in ihrer zeitlichen Dynamik erfasst und daraus die Flussgeschwindigkeit und Flussreichtung des Xylemsafts bestimmt. Mehrere Messpunkte entlang der Messnadeln ermöglichen die Erfassung des radialen Saftflussprofils.
Der somit gegenüber der TDP-Methode drastisch reduzierte Energieverbrauch ermöglicht den Einsatz von HP-Saftflusssensoren auch im Bereich von batteriebetriebenen Low-Power-Anwendungen wie beispielsweise im IoT-Bereich (siehe IoP).
Derzeit bieten wir folgende unterschiedliche Ausführungen an:
- SF-HP-N3D2, mit drei 30 mm langen Sensornadeln. Obere und untere Messnadel sind hier jeweils 6 mm von der mittleren Heiznadel entfernt und verfügen jeweils über zwei Messpunkte gleichmäßigen Abständen von 10 mm und 20 mm Sensorkopf.
- SF-HP-N3D3, mit drei 35 mm langen Sensornadeln. Obere und untere Messnadel sind hier jeweils 6 mm von der mittleren Heiznadel entfernt und verfügen jeweils über drei Messpunkte gleichmäßigen Abständen von 5 mm, 17,5 mm und 30 mm vom Sensorkopf.
Kundenspezifisch angepasste Nadellängenund Messpositionen (z.b. für kleine Sprossdurchmesser) sind auf Anfrage möglich!
Vorteile der HP-Saftflusssensoren
- Wesentlich geringerer Energieverbrauch im Vergleich zu Saftflusssensoren mit konstanter Beheizung (z.B. TDP Sensoren wie SF-G oder SF-L).
- Ausgestattet mit mehreren Messpunkten in jeder Messnadel, kann das radiale Saftfluss-Tiefenprofil erfasst werden.
- Das dreinadlige Sensordesign ermöglicht die Bestimmung der Flussrichtung, d.h. auch die Erfassung von Rückflüssen sprossabwärts sowie die Anwendung des "Dual Method Approach" (DMA) welche die Kombination der Vorteile von HRM und Tmax Messmethode kombiniert und so präzise Messungen im gesamten Bereich von langsamen bis schnellen Saftflussgeschwindigkeiten zulässt.
- Das zugrundeliegende Messprinzip an sich ist weniger Anfällig gegenüber natürlichen Temperaturgradienten als im Vergleich zu dem von TDP Sensoren.
- Analoges Ausgangssignal stärker (im Bereich von Volt) als bei TDP Sensoren (Signale im Bereich von 1 Millivolt), d.h. diesbezügliche Anforderungen an den Daten-Logger wesentlich geringer.
- Die Sensoren sind sehr robust.
Grenzen der HP-Saftflusssensoren
- Messungen sind nicht kontinuierlich möglich, d.h. die maximale zeitliche Auflösung liegt im Bereich von 10 bis 15 Minuten.
- Die je nach angewandter Messmethode (z.b. HRM, Tmax oder DMA) ist die Ansteuerung des Sensors sowie die Datenverarbeitung der während der Messung anfallenden Sensordaten mehr oder weniger Komplex. Die Anforderungen an den Datenlogger sind daher hinsichtlich Messfrequenz, flexibler Programmierbarkeit und Datenprozessierung hoch (Campbell Scientific Logger empfohlen, oder unser bald verfügbares Multi-Interface zur Integration via z.B. RS485).
- Insbesondere im Fall der Tmax und DMA Methode benötigt der Datenlogger eine Messauflösung von 0.01°C und eine Messfrequenz von mind. 120 Hz während der Messung.
- Je nach Sensormodell werden 4 (SF-HP-N3-D2) oder 6 (SF-HP-N3-D3) Messkanäle benötigt.
Modelle
Modelle | Geeignet für Durchmesserbereich |
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SF-HP-N3D3 | > 35 mm |
SF-HP-N3D2 | > 30 mm |
Kundenspezifisch angefertigter SF-HP Sensor auf Anfrage | < 30mm |
Technische Daten
Sensorbezeichnung | Saftfluss Sensor SF-HP-N3D3 | Saftfluss Sensor SF-HP-N3D2 |
Anwendungsbereich | Zur Messung des Saftflusses bei Holzpflanzen | |
Geeignet für | > 35 mm | > 30 mm (kleinere Druchmesser auf Anfrage) |
Anzahl und Anordung der Sensornadeln | 3 Nadeln in einer Linie übereinander angeordnet (1. obere Messnadel - 2. Heiznadel - 3. untere Messnadel), Abstände zwischen Heiznadel und Messnadeln jeweils 6 mm | |
Messtiefen | Messpunkte in 3 Tiefen in 5, 17,5, und 30 mm Abstand zum Sensorkopf | Messpunkte in 2 Tiefen in 10 und 20 mm Abstand zum Sensorkopf |
Sensordimensionen | Sensorkopf (HxBxT): 45 mm x 20 mm x 16 mm. Nadeldurchmesser: 1.27 mm; Nadellänge: 35 mm | Sensorkopf (HxBxT): 45 mm x 20 mm x 16 mm. Nadeldurchmesser: 1.27 mm; Nadellänge: 30 mm |
Ausgangssignal | Analog, Spannung 0 bis Versorgungsspannung Vex (empfohlen: 1 < Vex < 3.3 VDC) | |
Technische Anforderungen an den verwendeten Datenlogger | 6x single ended Messkanäle, rauschfreie Auflösung mindestens 0.01°C, d.h. 14 bit im Bereich von 0 bis Versorgungsspannung Vex. Für die Anwendung der Tmax oder Dual Approach (HRM + Tmax) Messmethode benötigt der eingesetzte Logger eine Messfrequenz von > 10 Hz (d.h. alle 6 Sensorkanäle in < 0.6 Sekunden) Empfohlen: Half-Brige Messung, ratiometrische Messung mit Vex = Vref des Loggers. Bestens geeignet sind Datenlogger von Campbell Scientific. | 4x single ended Messkanäle, rauschfreie Auflösung mindestens 0.01°C, d.h. 14 bit im Bereich von 0 bis Versorgungsspannung Vex. Für die Anwendung der Tmax oder Dual Approach (HRM + Tmax) Messmethode benötigt der eingesetzte Logger eine Messfrequenz von > 6.7 Hz (d.h. alle 4 Sensorkanäle in < 0.6 Sekunden) Empfohlen: Half-Brige Messung, ratiometrische Messung mit Vex = Vref des Loggers. Bestens geeignet sind Datenlogger von Campbell Scientific. |
Stromversorgung | SF-HP sensoren benötigen zwei unterschiedliche Stromversorgungen: 1.: Geschaltete Anregungsspannung (Vex) für die Temperaturmessung, empfohlen: 1 < Vex < 3.3 VDC. Bestenfalls ratiometrische Messung mit Vex = Vref des Loggers 2.: Zeitlich präzise geschalteter Heizstrom, 8 Sek. ca. 300 mA, bei 11 - 13 VDC. Energieverbrauch pro Messung 0.67 mAh bei 12V, d.h. 8 mWh. Die nutzbare Kapazität eines 10 Ah 12V Akkus reicht damit für etwa 10000 Messungen. | |
Sensorkabellänge | 5 m, verlängerbar auf max. 25 m | |
Material | Epoxid- und Delrin-Kopf, Edelstahlnadeln |