概述:
CPEC310 (Closed-Path Eddy-Covariance 310)是閉路渦度相關(guān)質(zhì)能通量觀測(cè)系統(tǒng),適用于長(zhǎng)期定位觀測(cè)大氣邊界層中CO2, H2O, 熱和動(dòng)量交換。它是一個(gè)完整而易于操作的系統(tǒng)。以CR6 數(shù)據(jù)測(cè)控運(yùn)儲(chǔ)器為核心,包括EC155 (Eddy-Covariance155)閉路紅外CO2/H2O分析儀和 CSAT3A 三維超聲風(fēng)速儀,并附有氣體采樣泵。為零基點(diǎn)和測(cè)幅的自動(dòng)訂正,可選配高壓標(biāo)準(zhǔn)氣罐氣體閥門(mén)調(diào)控器。氣體分析室的體積被縮小為 5.8 ml,在氣體流速為7 LPM的條件下,氣樣在分析室內(nèi)的停留時(shí)間縮短為 50 ms。測(cè)定反應(yīng)頻率從而改善為5.8 Hz 的半能量帶寬。能耗低為 12W。。
一套完整的CPEC310閉路渦動(dòng)相關(guān)通量觀測(cè)系統(tǒng)系統(tǒng)由一套EC155閉路氣體分析儀、CSAT3A三維超聲風(fēng)傳感器、CR6數(shù)據(jù)采集器以及其他配件和配套操作軟件組成,系統(tǒng)高度集成,包含了使用中所必須的各種儀器及配件,能夠?yàn)橛脩?hù)提供“交鑰匙”系統(tǒng),方便了用戶(hù)的使用。
EC155是專(zhuān)為渦動(dòng)相關(guān)通量觀測(cè)設(shè)計(jì)的閉路氣體分析儀,可同時(shí)測(cè)量二氧化碳和水汽的絕對(duì)密度,采樣氣室內(nèi)的溫度和壓力,其采用5.8ml的小采樣氣室設(shè)計(jì),大大減少了采樣停留時(shí)間(50ms,7LPM時(shí))。這使系統(tǒng)的功耗大幅降低到12W,并擁有優(yōu)異的頻率響應(yīng)性能(5.8Hz,半功率帶寬)。結(jié)合CSAT3A三維超聲風(fēng)傳感器即可同步測(cè)量三維風(fēng)速、空氣溫度和超聲虛溫。
完整系統(tǒng)包括:
閉路紅外CO2/H2O分析儀(EC155)
三維超聲風(fēng)速儀 (CSAT3A)
數(shù)據(jù)測(cè)控運(yùn)儲(chǔ)器 (CR6)
電子控制系統(tǒng) (CPEC310 測(cè)控箱)
汽泵裝置
安裝硬件,氣體傳輸管,連接電纜
可選附件:
高壓標(biāo)準(zhǔn)氣罐氣體閥門(mén)調(diào)控器,為零基點(diǎn)和測(cè)幅的自動(dòng)訂正用
2G 或更大存儲(chǔ)容量的小型閃存卡(2G 可存儲(chǔ)每秒10次觀數(shù)據(jù)至40天)
有線(xiàn)采集:Ethernet, RS-232, 電話(huà) modem, 有線(xiàn)電話(huà)
無(wú)線(xiàn)采集:散譜近距(100km 以?xún)?nèi))通訊, 經(jīng)無(wú)線(xiàn)電話(huà)通訊,經(jīng)衛(wèi)星電話(huà)通訊)
靈敏的頻率反應(yīng)(見(jiàn)圖CPEC310頻率響應(yīng))
低能耗,12W
易于操作:
數(shù)據(jù)測(cè)控運(yùn)儲(chǔ)器的程序僅需要簡(jiǎn)單的人為操作
系統(tǒng)程序自動(dòng)控制流量,訂正零基點(diǎn)和測(cè)幅
在嚴(yán)酷天氣條件下能持續(xù)運(yùn)行
通過(guò)對(duì)采樣管路加熱,避免氣樣在管路壁面冷凝
容易安裝
技術(shù)參數(shù):
正常運(yùn)行溫度范圍:-30° 到 +50°C
正常運(yùn)行所需電壓:10.5 到 16.0 V 直流
正常運(yùn)行功率:12 W
最大 (冷啟動(dòng)時(shí)):35 W
渦度相關(guān)質(zhì)能通量的傳感器
EC155 閉路紅外CO2/H2O 分析儀測(cè)定二氧化碳和水汽的摩爾濃度。CSAT3A 三維超聲風(fēng)速儀測(cè)定三維風(fēng)速。
基本規(guī)格
工作溫度:-30° 到 +50°C
工作壓力:70 到 106 kPa
供電電壓:10 到 16 Vdc
25°C 時(shí)功耗:5 W(上電后穩(wěn)定狀態(tài))
測(cè)量速率:60 Hz
輸出波寬:5, 10, 12.5, 或 20 Hz;用戶(hù)可編程控制
輸出選項(xiàng):SDM, RS-485, USB, 模擬量(僅CO2 和 H2O)
輔助輸入:空氣溫度和壓力
EC100 氣壓計(jì)精度
基本型:±1.5 kPa (> 0 °C), 線(xiàn)性增加到±.3.7 kPa @ -30°C
增強(qiáng)型:±0.15 kPa (-30° 到 50°C)
線(xiàn)纜長(zhǎng)度:3 m (10 ft),從EC155/CSAT3A 到EC100進(jìn)樣管/ 超聲測(cè)量體積之間的空間分離:15.4 cm (6.1 in)
氣體分析儀技術(shù)規(guī)格
樣品腔室熱敏電阻精度:± 0.15 °C (-30° 到 50°C)
樣品腔室壓力精度:± 1.5 kPa (> 0 °C ),
線(xiàn)性增加到±3.7 kPa @ -30 °C
CO2性能
精度:1%
精密度RMS(最大):0.15 mol mol-1
校準(zhǔn)量程:0 到1000μmol/mol-1
依溫度變化的零點(diǎn)漂移:±0.3μmol mol-1/°C
依溫度變化的增益漂移:±0.1% 讀數(shù)/°C
交叉靈敏度(最大): ±1.1 x 10-4 mol CO2 /mol H2O
H2O性能
精度:2%
精密度RMS(最大):0.006mmol mol-1
校準(zhǔn)量程:0 到72 mmol mol-1(38°C 露點(diǎn))
依溫度變化的零點(diǎn)漂移:±0.05mmol mol-1/°C
依溫度變化的增益漂移:±0.3% 讀數(shù)/°C
交叉靈敏度(最大):±0.1 mol H2O /mol CO2
三維超聲風(fēng)速儀技術(shù)規(guī)格
測(cè)量路徑:
垂直:10.0 cm (3.9 in)
水平:5.8 cm (2.3 in)
量程:
Ux:±30 m s-1
Uy:±60 m s-1
Uz:±8 m s-1
Ts:-50° 到 +60°C,風(fēng)向在 ±170° 以?xún)?nèi)時(shí)
偏移誤差:
Ux, Uy:<±8.0 cm s-1
Uz:<±4.0 cm s-1
風(fēng)向:±0.7°,當(dāng)水平風(fēng)速為1 m s-1 時(shí)
增益誤差:
風(fēng)矢量在水平面上下±5° 以?xún)?nèi)時(shí):<±2% 讀值
風(fēng)矢量在水平面上下±10° 以?xún)?nèi)時(shí):<±3% 讀值
風(fēng)矢量在水平面上下±20° 以?xún)?nèi)時(shí):<±6% 讀值
測(cè)量精密度 (RMS)
Ux, Uy:1 mm s-1
Uz:0.5mm s-1
超聲虛溫:0.025 °C
風(fēng)向:±0.6°
系統(tǒng)控制箱
三維:52.1 cm x 44.5 cm x 29.7 cm
重量
基本:11.6 kg
CR6:1.6 kg
CFM100/NL116:0.2 kg
氣泵
電纜長(zhǎng):3.0 m
進(jìn)氣口連接:3/8 in. Swagelok?
壓力傳感器測(cè)量范圍:15 到 115 kPa
泵速:3 到 9 LPM (自動(dòng)控制,一般設(shè)定為 7 LPM)
三維:35.6 cm x 29.2 cm x 13.5 cm
重量 (不含按裝配件):5.4 kg
閥門(mén)調(diào)控器
進(jìn)氣口
三閥調(diào)控器:零基點(diǎn), CO2 測(cè)幅, H2O 測(cè)幅
六閥調(diào)控器:基點(diǎn), 4 個(gè)CO2 測(cè)幅, H2O 測(cè)幅
出氣口:氣體分析儀和 H2O 繞路
連接:1/4 in. Swagelok?
流速:0.5 到 5 LPM (設(shè)定后自動(dòng)控制)
三維:14.0 cm x 12.7 cm x 14.0 cm
重量
1.5 kg (三閥調(diào)控器)
1.9 kg (六閥調(diào)控器)
高頻數(shù)據(jù)采集器CR6
使用ShortCut, Edlog,CRBasic編程工具創(chuàng)建和編輯數(shù)據(jù)采集器的工作程序,可以編寫(xiě)數(shù)據(jù)程序、發(fā)送或者接受程序,下載數(shù)據(jù),查看實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和分析歷史數(shù)據(jù)。滿(mǎn)足觀測(cè)數(shù)據(jù)的高精度和高穩(wěn)定性要求,具備高可靠性、高準(zhǔn)確性、易維護(hù)等特點(diǎn)。
最大掃描速率:100Hz
模擬輸入:12個(gè)單端通道(6個(gè)差分),可擴(kuò)展
工作溫度: -55℃~85℃
內(nèi)存: 4M內(nèi)存,擴(kuò)展至16G
供電電壓:9~16VDC
A/D轉(zhuǎn)換:24位
存儲(chǔ)卡類(lèi)型:CF,最大支持16GB
口協(xié)議支持:PakBus,Modbus,DNP3,F(xiàn)TP,HTTP,XML,POP3,SMTP, Telnet,NTCIP,NTP,SDI-12,SDM 無(wú)線(xiàn)傳輸:支持
可編程,通過(guò)預(yù)編譯程序,可實(shí)現(xiàn)原始數(shù)據(jù)的在線(xiàn)處理,具備10Hz原始數(shù)據(jù)的在線(xiàn)自動(dòng)處理功能,能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行密度訂正、超聲溫度的水汽修正等多種處理能力
空氣溫濕度傳感器(型號(hào)HMP155A,含防輻射罩)
工作溫度:-80~60℃
工作電壓:7~28VDC
輸出信號(hào):電壓(0~1V,0~5V,0~10V),RS-485,Pt100(4線(xiàn)連接)
外殼:聚碳酸酯
外殼防護(hù)等級(jí):IP66
溫度傳感器:
傳感器類(lèi)型:Pt100 RTD
量程:-80~60℃
精度(采用模擬信號(hào)輸出時(shí)):±(0.226-0.0028×溫度)°C(-80-20°C),±(0.055+0.0057×溫度)°C(20-60°C)
相對(duì)濕度傳感器:
傳感器類(lèi)型:Vaisala HUMICAP?180R
量程:0~100% RH
精度(15~25°C):±1%(0~90% RH),±1.7%(90~100% RH)