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基于CO_(2)排放量检测的秸秆腐解动态监测系统研究
被引量：
1
1
作者
李奇辰
霍丽丽
+2 位作者
姚宗路
赵立欣
杉原敏昭
《农业机械学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第10期399-409,共11页
针对秸秆腐解产物复杂,导致在线监测困难的问题,提出以秸秆腐解CO_(2)排放量作为反映秸秆腐解动态特性的指标。并针对市面CO_(2)传感器成本高、体积大,在秸秆腐解监测中普及困难的问题,基于小型、低成本非色散红外(Non-dispersive infra...
针对秸秆腐解产物复杂,导致在线监测困难的问题,提出以秸秆腐解CO_(2)排放量作为反映秸秆腐解动态特性的指标。并针对市面CO_(2)传感器成本高、体积大,在秸秆腐解监测中普及困难的问题,基于小型、低成本非色散红外(Non-dispersive infrared,NDIR)CO_(2)传感器、环境传感器及Arduino板,设计了秸秆腐解动态监测系统,实现秸秆腐解过程环境参数、秸秆温度以及CO_(2)浓度多位点的监测,并结合微生物群落数据,分析了秸秆腐解规律。以市面TR-76Ui CO_(2)记录仪为基准,对每个低成本NDIR CO_(2)传感器进行测试与校准,1829个数据点的线性回归模型决定系数R^(2)为0.97~0.99,RMSE为14.56~56.36μL/L,表明低成本NDIR CO_(2)传感器具有良好的检测精度和稳定性。秸秆堆体内部CO_(2)浓度具有周期性变化规律,变化趋势与温度的变化趋势一致,且振动幅度随秸秆干燥逐渐减弱,该现象反映了微生物活动的生物节律,揭示了秸秆堆体内部CO_(2)变化能够反映秸秆腐解的行为特征。分析表明,秸秆腐解速率与温度和含水率呈正相关,决定系数R^(2)分别为0.8137与0.892。调节秸秆含水率大于40%后,秸秆腐解速率迅速下降,至第4天趋于平稳。添加微生物菌剂后秸秆腐解速率在第7天开始明显下降,至第12天开始趋于平稳。监测周期内传感器未发生明显漂移,有较好的稳定性,检测精度可以满足秸秆腐解试验的分析需求,小型、低成本硬件对于秸秆腐解动态监测具有很好的推广应用潜力。
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关键词
秸秆CO_(2)排放
腐解动态
监测
系统
ARDUINO
高时空分辨率监测
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题名
基于CO_(2)排放量检测的秸秆腐解动态监测系统研究
被引量：
1
1
作者
李奇辰
霍丽丽
姚宗路
赵立欣
杉原敏昭
机构
中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所
农业农村部华北平原农业绿色低碳重点实验室
明治大学农学部
出处
《农业机械学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第10期399-409,共11页
基金
国家重点研发计划项目(2023YFD1701505)。
文摘
针对秸秆腐解产物复杂,导致在线监测困难的问题,提出以秸秆腐解CO_(2)排放量作为反映秸秆腐解动态特性的指标。并针对市面CO_(2)传感器成本高、体积大,在秸秆腐解监测中普及困难的问题,基于小型、低成本非色散红外(Non-dispersive infrared,NDIR)CO_(2)传感器、环境传感器及Arduino板,设计了秸秆腐解动态监测系统,实现秸秆腐解过程环境参数、秸秆温度以及CO_(2)浓度多位点的监测,并结合微生物群落数据,分析了秸秆腐解规律。以市面TR-76Ui CO_(2)记录仪为基准,对每个低成本NDIR CO_(2)传感器进行测试与校准,1829个数据点的线性回归模型决定系数R^(2)为0.97~0.99,RMSE为14.56~56.36μL/L,表明低成本NDIR CO_(2)传感器具有良好的检测精度和稳定性。秸秆堆体内部CO_(2)浓度具有周期性变化规律,变化趋势与温度的变化趋势一致,且振动幅度随秸秆干燥逐渐减弱,该现象反映了微生物活动的生物节律,揭示了秸秆堆体内部CO_(2)变化能够反映秸秆腐解的行为特征。分析表明,秸秆腐解速率与温度和含水率呈正相关,决定系数R^(2)分别为0.8137与0.892。调节秸秆含水率大于40%后,秸秆腐解速率迅速下降,至第4天趋于平稳。添加微生物菌剂后秸秆腐解速率在第7天开始明显下降,至第12天开始趋于平稳。监测周期内传感器未发生明显漂移,有较好的稳定性,检测精度可以满足秸秆腐解试验的分析需求,小型、低成本硬件对于秸秆腐解动态监测具有很好的推广应用潜力。
关键词
秸秆CO_(2)排放
腐解动态
监测
系统
ARDUINO
高时空分辨率监测
Keywords
straw CO_(2) emission
decomposition dynamic monitoring system
Arduino
high-resolution measurement
分类号
S24 [农业科学—农业电气化与自动化]
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作者
出处
发文年
被引量
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1
基于CO_(2)排放量检测的秸秆腐解动态监测系统研究
李奇辰
霍丽丽
姚宗路
赵立欣
杉原敏昭
《农业机械学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
1
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