植物莖流量測定儀主要通過熱示蹤法測定植物莖稈內部水分流動速率，進而推算蒸騰耗水量與水分利用效率，其核心原理是利用水分流動對熱信號傳遞的影響反推莖流速率。以下是具體方法及技術分類：
一、熱脈沖法（HeatPulseMethod）
原理：
向莖稈中某一點瞬間施加短暫熱脈沖（通過植入加熱探針實現），隨后用位于加熱探針上下方的溫度傳感器監測熱脈沖在莖流帶動下的移動速度。水分向上流動時，會攜帶熱脈沖同步擴散，導致上方傳感器先檢測到溫度峰值，下方傳感器后檢測到（或檢測不到）溫度變化。通過計算熱脈沖從加熱點到上方傳感器的時間差、距離，結合莖稈物理參數（如直徑、木質部比例），即可推算莖流速率。
特點：
優勢：響應速度快，適合監測莖流速率較高的木本植物（如喬木、灌木）。
局限：對探針植入精度要求高；莖流速率過低時（如夜間蒸騰微弱），熱脈沖易受莖稈自身熱傳導干擾，測量精度下降。
二、熱平衡法（EnergyBalanceMethod）
原理：
基于能量守恒邏輯，向莖稈某一段區域持續加熱，假設加熱能量僅通過三種途徑散失：莖稈自身熱傳導、向周圍環境的熱輻射，以及被流動的莖流帶走。采用包裹式加熱帶替代探針，完整包裹莖稈段，避免植入損傷，更適合莖稈較細的草本植物或農作物（如小麥、玉米、棉花）。
特點：
優勢：避免探針植入對莖稈的損傷。
局限：能耗較高；受環境溫度波動影響大，需在監測過程中進行溫度補償。
三、熱擴散法（ThermalDissipationMethod，Granier法）
原理：
由瑞典植物生理學家Granier于1985年提出，是目前應用廣泛的技術。在莖稈中植入兩根平行探針：
加熱探針：持續通以恒定電流，保持溫度高于環境溫度。
參考探針：不加熱，僅監測環境溫度。
當莖流速率為0時（如夜間），加熱探針熱量主要通過莖稈熱傳導散失，與參考探針溫差最大；莖流速率增加時，流動水分帶走更多熱量，溫差減小。莖流速率與溫差呈特定負相關關系，通過預先標定的“Granier校準方程”，實時獲取溫差即可換算莖流速率。
特點：
優勢：操作簡便、穩定性強、功耗低；適合長期野外監測；對莖稈直徑適應性廣（從幾毫米的灌木到幾十厘米的大樹均可適用）。
應用：農業、林業監測的主流技術方案。
四、技術組件協同工作原理
傳感器：
探針式（熱脈沖法、熱擴散法）：由1-3根金屬探針組成（加熱探針+溫度監測探針），材質為不銹鋼或銅，直徑僅1-2mm，鋒利，可輕松植入莖稈木質部且損傷極小。
包裹式（熱平衡法）：由柔性加熱帶與溫度傳感器集成，可根據莖稈直徑靈活調整包裹范圍，適用于柔軟或纖細的莖稈。
數據采集模塊：
內置高精度AD轉換器（模擬信號轉數字信號）與微處理器，控制傳感器加熱邏輯、接收溫度信號，并將原始數據轉換為莖流速率。
部分機型支持本地數據緩存（可存儲數月數據），避免斷電或信號中斷導致的數據丟失。
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更新時間：2025-12-03
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