Parbar: 便宜、易于制造的用于连续测量植物顶篷中的光拦截的证书台

我们手工制作的感知计使我们能够持续测量光线通过植物顶篷的传输。然后，我们可以使用这些测量值来估计树冠属性，如叶面积指数和植物面积指数。PARbars 的成本比市售的感知仪低得多。

这使我们能够大量购买它们，并长时间地将它们部署到现场。要构建连续测井感知计，首先从白色1200的两端钻20毫米，从30到4.5毫米的丙烯酸扩散杆，然后从铝 U 形棒的每一端钻取和攻丝孔 20 毫米。然后钻孔，将螺纹孔打入铝制 U 形杆的底座，以适应安装硬件。

接下来，拉直两根长度为1.25米、直径1.25毫米的裸铜线，一次一根，将一端固定到一根圆环，另一端固定在手钻的手柄内，然后低速打开钻头。使用精细尖端永久标记标记沿扩散器边缘的光电二极管的预期位置，从扩散器一端 13.5 厘米处的第一个光电二极管位置开始，以及位于第一个二极管和扩散器远端之间的其他位置每两厘米。将一个光电二极管居中，其电气连接卡舌指向图条的两侧，将导线放在其中一个卡舌下方，以标记扩散器上第一根铜线的位置。

在使用氰酸酯胶将第一根拉直的铜线固定到沿标记的扩散器之前，以相同方式标记导线在杆的中心和对面的位置。使用胶水以标记的 20 毫米间隔沿扩散器固定 50 个光电二极管朝下，注意二极管位于扩散器的中心，并排列在同一方向，使大卡舌位于铜线上，小卡舌位于导线对面。我们所有的光电二极管必须按相同的方向排列，因为它们的极性。

我们强烈建议在粘合和焊接之前检查所有光电二极管的方向。放置第二根铜线，使铜线位于光电二极管的每个较小标签下，用更多的氰丙烯酸酯胶水将导线固定到扩散器上。使用焊量笔，将一个光电二极管的两个卡舌以及相邻和底层导线与磁量擦湿。

使用设置为 350 至 400 摄氏度的精细倾斜焊接铁将二极管的每个卡舌焊接到底层铜线。将光线照射到每个光电二极管上以测试焊信连接，并使用万用表检查导线上每个二极管的电压信号。可选地，在铜线上平行焊接 1.5 欧姆低温系数精度电阻，然后将防水直电流连接器的公端焊接到铜线末端。

使用胶衬里热收缩管密封连接，并在扩散器边缘附近的扩散器表面涂抹硅胶密封剂珠，在扩散器上的电路周围形成连续的硅胶屏障。仔细检查珠子，确保硅胶和扩散杆之间没有空隙。密封剂固化后，用环氧树脂填充井中。

在使用剃刀刀片去除硅胶密封剂之前，让树脂在一夜之间变硬。使用 M4 螺栓将扩散器螺栓固定到预螺纹铝 U 形杆上，并使用遮蔽胶带将扩散器固定到铝的整个长度上。用聚氨酯泡沫填料填充表内的空白。

让填充剂过夜，并拆下遮蔽胶带，然后将直电流连接器的母端焊接到两根导体电缆的长度，然后用胶内热收缩密封连接。要对量子传感器进行光合作用活性辐射感知计（PARbar）校准，请将两个传感器连接到数据记录器，并在水平平面上将传感器完全晒在外侧。记录两个传感器在太阳辐射变化很大的时期的输出。

确定 PARbar 的校准系数，作为从量子传感器报告与原始电压输出的 PAR 线性回归的斜率。要推断有效的植物面积指数，在树冠上方安装一个PARbar，注意其不被树冠内任何吸光元件遮蔽。在所有吸光元件下面安装另一个，以测量吸收度。

在该字段中，两个 PARbar 应以 45 度角与种植行对齐。确认上部 PARbar 不遮蔽下层 PARbar，并同时将两个 PARbar 水平。然后将 PARbar 连接到数据记录器，并使用以前为每个 PARbar 确定的校准系数将差分电压输出转换为 PAR。

PARbar 的差分电压输出与量子传感器的 PAR 输出成线性成正比。在这个具有代表性的实验中，PARbar 被部署在小麦树冠中，每 20 秒记录一次植物发育。这些数据说明了树冠光环境的典型日间时间过程，在晴朗的日子里使用PARbar收集。

请注意，可以通过在一天中不同时间进行瞬时测量来引入偏差。例如，用于收集这些数据的麦地地块具有真正的种植方向，由于南北方向，光在12:30向下树冠的峰顶传输。如果此时进行瞬时测量，则有效工厂面积指数将被低估。

而如果在早上或下午进行测量，它可能被高估了。防风PARbar也可以长时间部署在外地。例如，监测树冠光环境如何随着植物的发展而变化。

PARbar 可以长时间安装到现场。这使得研究人员能够以以前使用昂贵的商业设备的方式监测树冠的发展。