對于莖干較粗的樹木和高大植物，一般推薦選擇插針式莖流傳感器，這種傳感器采用熱擴散技術測量植物莖干莖流速度，相對于其他類型傳感器節省電力，并更加結實耐用。
利用熱擴散傳感器（TDP）原理，把2根熱電偶探針直接插入邊材，上面的探針包含1個電加熱器，下面的探針作為參照，測量加熱探針和參照探針之間的溫差dT。根據dT和零莖流時的dTm，應用Granier模型，可以直接得到每個時刻的莖流速率，再根據邊材面積求出莖流通量。對于郁閉冠層下長勢一致的樹木，每棵樹只需一個傳感器。對于不規則冠層或混合樹種，大樹的莖流速率在樹周不同方向上存在差異，一棵樹需要使用多個傳感器才能準確測量莖流。直徑在75~150 mm的樹木，每棵樹通常需安裝2套傳感器；直徑在150~440 mm的樹木，每棵樹安裝4套傳感器。
整套莖流系統最多可擴展到同時測定100多個樣本的莖流，若配合其它傳感器使用，還可同時研究環境因子（空氣溫濕度，光合有效輻射、土壤溫濕度等）與植物莖流之間的相互關系。