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風吹雪測量系統

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產品簡介

風吹雪測量系統的核心組成部分是FlowCapt。FlowCapt由3個聲壓感應部件、1個電子處理器(里面是集成電路板和處理器)及相關線纜組成。FlowCapt內置有一個配備特殊固件程序的Campbell CR200數據采集器,用于進行SDI或外圍緩沖器(PB)...

詳細介紹

      系統簡介

風吹雪測量系統的核心組成部分是FlowCapt。FlowCapt由3個聲壓感應部件1個電子處理器(里面是集成電路板和處理器)及相關線纜組成。FlowCapt內置有一個配備特殊固件程序的Campbell CR200數據采集器,用于進行SDI或外圍緩沖器(PB)的編程服務,所以它與Campbell出品的CR系列數據采集器擁有良好的兼容性,可外接入到任何一個以Campbell的CR系列數據采集器為核心組的氣象站中。同時,該儀器能夠接到任何提供SDI接口的數據采集器上。該產品可應用于雪通量的理論模型研究、雪崩預警、常規冰雪特性研究等領域。在15秒的采集間隔內,FlowCapt采集吹雪狀況。電子接口包含了放大、過濾、數字化、線性化輸出等功能還包含了模擬電路板,可以用于供電,放大,過濾,還擴展Flowcapt傳感器。


應用領域


  • 雪堆/吹雪監測
  • 質量通量和風速測量
  • 雪崩的風險評估
  • 極地酷寒的氣候監測
  • 氣象和科學應用
  • 工業監控中的應用


工作原理

風吹雪粒子系統,能夠以15秒/次的頻率風吹雪進行監測。它采用力學-聲學耦合原理進行測量。當風吹雪粒子吹打在聲壓感應部件(一種類似于管狀的傳感器,見下圖所示)上時,會產生聲壓,聲壓信號被電子處理器采集,然后電子處理器會對聲壓信號進行放大、濾波、線性化以及數字化被數字化的信號通過RS232或SDI-12方式傳輸到用戶外接的數據采集器上。同樣,摩擦風速的測量也是如此:風與聲壓感應件之間會產生摩擦力,被電子處理器采集,然后轉化為數字信號輸出。

 

技術參數


  • 風速通量比例:0-70m/s
  • 分辨率:10mv/0.28m/s
  • 粒子通量比例:0-250g/㎡/s
  • 分辨率:10mv/0.28m/s
  • 供電:6-30v(9.6-16v的供電,可以輸出sdi-12的協議)
  • 電流:1ma@測量,20ma@處理(3秒一個采樣),平均>5ma,使用未調節電源增加3 ma
  • 電纜:傳感器和接口之間電纜長度15米,sdi長度為60米,rs232為30米。
  • 工作溫度:-40~+80℃(可選配-50~+100℃)
  • 工作濕度:0-99% rh
  • 尺寸:40x18x13cm (lxwxh),含連接器
  • 重量:3kg.
  • 夾具:30-80mm.


安裝

接口箱子可以直接被固定在直徑30–80毫米的立桿上,如果傳感器、接口箱子,以及數據采集器不能安裝在一個相同的立桿上,傳感器安裝臂、接口盒子與數據采集器之間的接地一定要非常完好。 
1–3個可互換的flowcapt包括m10安裝臂和10米延長電纜接口箱子包含通用立桿夾具電纜聯結至數據采集器,附加的設備電纜連接接口至pc.

CF4風吹雪通量傳感器帶安裝附件型號為:FCBRA(傳感器長度1040mm,三層,高度3米垂直梯度的風吹雪指標,也可根據實際需要選擇層數,下圖為三層效果圖)



野外安裝照片展


風吹雪系統組成

數據采集單元:CR300,CR800,CR1000X采集器

風吹雪傳感器:FC4

機箱太陽能供電支架等輔助設備。

用戶可根據研究需求,根據研究風吹雪的研究高度可選配分層 ,下圖為1-3層例圖(垂直高度三米)



數據采集器選配

性能特征

CR200X系列

CR300系列

CR800/CR850

CR1000X

CR3000

CR6

CR9000X系列

*大掃描速率

1 Hz

10 Hz

100 Hz

100 Hz

100 Hz

1000Hz

100,000 Hz

模擬輸入

5個單端(無差分)

6個單端
3對差分

6個單端
3對差分

16 個單端
8對差分

28個單端
14對差分

12個單端或6個差分

每個CR9050/CR9051E/CR9055(E):
28個單端
14對差分

脈沖計數器

2

2

2

2

4

16

每個CR907112

開關激發通道

2個電壓激發

2個電壓激發

2個電壓激發

*大16個電壓激發

*大16個電流激發

4個電壓激發
3個電流激發

*大12個電壓激發

*大12個電流激發

每個CR906010
電壓激發

數字控制端口

2I/O

2個I/O
或1個RS-232 接口

4I/O
2RS-232 接口

*大16I/O,2 RS232,2RS485,8個SDI-12,8個RX/TX pair RS 232

3個SDM、8I/O
4RS-232

*大16I/O2 RS232,2RS485,8個SDI-12,8個RX/TX pair RS 232

每個CR9060含:1SDM8I/O
或每個CR907116I/O

連續模擬輸出

0

0

0

0

2

0

每個CR90606

通訊/數據存儲端口

1RS-232

1USB,1CSI/O, 110/100baseT(CR310)

1CS I/O
1RS-232

1USB,1CSI/O,1個MicroSD,110/100baseT

1CS I/O
1RS-232
1個并行外圍設備

1USB,1CSI/O,1個MicroSD,110/100baseT

1CS I/O
1RS-232
110M/100M 以太網

輸入電壓范圍

0V2.5Vdc

-0.1 to +2.5 Vdc

±5Vdc

±5Vdc

±5Vdc

±5Vdc

±5Vdc CR9050CR9051E
±50Vdc ( CR9055(E)
±60Vdc CR9058E

模擬電壓精度

±(0.25%讀數+1.2mV偏移量),-40℃~﹢50

±(0. 04%讀數+偏移量),0℃~﹢40

±(0. 06%讀數+1.2mV偏移量),0℃~﹢40

±(0.04% 測量值+偏移值)

±(0. 04%讀數+偏移量),0℃~﹢40

±(0. 04%讀數+偏移量),0℃~﹢40

±(0. 07%讀數+4A/D計數),-25℃~﹢50

模擬分辨率

*小0.6mV

*小0.23μV

*小0.33μV

*小0.02μV

*小0.33μV

*小0.05μV

*小1.6μV

模擬/數字
轉換位數

12

24

13

24

16

24

16

標準工作溫度

-40~50

-40~70

-25~50

-40~70℃

-25~50

-40~70

-25~50

擴展工作溫度

N/A

/

-55~85℃(CR800
-30~80℃(CR850

-55~85

-40~85

-55~85

-40~70

內存(字節)

106K (操作系統)
512K (數據儲存)

10M數據存儲,2M(操作系統)
5M (CPU、程序保存)

128MB閃存和4MB帶內置供電的靜態存儲器 

2M(操作系統)
4M (數據儲存、CPU、程序保存)

2M(操作系統)
4M (數據儲存、CPU、程序保存)

6M(操作系統)
6M (數據儲存、CPU、程序保存)

 

128K (程序)
128M (數據儲存)

供電(Vdc)

7~16

9.6~16

9.6~16

9.6~16

10~16

9.6~16

9.6~16

電流消耗(mA

~0.2(睡眠模式,無電臺)
~3(活動,無電臺)

1.5(睡眠模式)
5(1 Hz采樣速率,無RS-232通訊)

~0.6(睡眠模式)
1~16(RS-232通訊)
17~28(RS-232通訊)

<1 (睡眠模式)
55(20HZ掃描)
25(RS-232)

48(以太網)

2 (睡眠模式)
3 (1 Hz采樣速率)
10 (100 Hz采樣速率)

~0.8 (睡眠模式)
3 (1 Hz采樣速率)
67 (20 Hz采樣速率)

750~1000(處理)
750~4000 (模擬測量)

尺寸(厘米)

13.2×17.6×4.8

5.5×3.0×2.0

24.1×10.4×5.1

23.8×10.1×6.2

24.1×17.8×9.7

8×4×2.4

40.0×24.8×20.3(實驗室版機箱)
45.7×34.3×22.9(野外版機箱)

      

227gCR200X、CR295X
272gCR206XCR211X、
CR216X

242g(CR300);288g(CR310)

660g

860g

1.6Kg(無電池)

0.42 Kg(無電池)

~13.6 Kg (實驗室版)
~18 Kg (野外版)
~12 Kg (CR9000XC)

SDI-12 支持

支持

支持

支持

支持

支持

支持

PakBus支持

支持(僅葉節點)

支持

支持

支持

支持

支持

Modbus 支持

支持

支持

支持

支持

支持

支持

DNP3支持

支持

支持

支持

支持

支持

數據存儲方法

表格

表格

表格

表格

表格

表格

表格

編程語言

CRBasic

CRBasic

CRBasic

CRBasic

CRBasic

CRBasic

CRBasic

CE認證

CR200X、CR206X、
CR211X、CR216X

   

3

3

3

3

3

3

3

軟件支持

Short Cut

支持

3.2或更高

支持

支持

支持

支持

PC200W

支持

4.4或更高

支持

支持

支持

支持

PC400

1.0或更高

4.4或更高

1.4或更高

1.2或更高

1.3或更高

4.3或更高

1.0或更高

LoggerNet

2.1或更高

4.4或更高

3.3或更高

3.0或更高

3.2或更高

4.3或更高

2.0或更高

RTDAQ

支持

支持

支持

支持

支持

PConnect

3.0或更高

4.4或更高

3.3或更高

3.1或更高

3.2或更高

4.3或更高

PConnect CE

2.0或更高

4.4或更高

2.2或更高

2.0或更高

3.2或更高

4.3或更高

FC4風吹雪通量傳感器


技術性能參數:

  • 風速通量比例:0-70m/s
  • 分辨率:10mv/0.28m/s
  • 粒子通量比例:0-250g/㎡/s
  • 分辨率:10mv/0.28m/s
  • 供電:6-30v(9.6-16v的供電,可以輸出sdi-12的協議)
  • 電流:1ma@測量,20ma@處理(3秒一個采樣),平均>5ma,使用未調節電源增加3 ma
  • 電纜:傳感器和接口之間電纜長度15米,sdi長度為60米,rs232為30米。
  • 工作溫度:-40~+80℃(可選配-50~+100℃)
  • 工作濕度:0-99% rh
  • 尺寸:40x18x13cm (lxwxh),含連接器
  • 重量:3kg.



參考文獻


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  4. 黑龍江省公路雪冰基本特征與災害防治對策 - 周石硚 成田英器 小林俊一 - 《 自然災害學報 》 - 2005, 14(3)
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  12. 鐵路路塹擋雪墻設計參數優化數值模擬 - 蘇國平 蔣富強 - 《 鐵道標準設計 》 - 2017, 61(2)
  13. 冰雪升華測算結果及影響因素研究進展 - 郭淑海 陳仁升 韓春壇 劉國華 宋耀選 陽勇 劉章文 劉俊峰 - 《 地球科學進展 》 - 2017, 32(11)
  14. 錫林浩特草原小葉錦雞兒灌叢的阻雪能力及其對積雪形態的影響 - 閆敏 左合君 董智 劉寶河 王嫣嬌 魏翔鴻 李鋼鐵 - 《 應用生態學報 》 - 2018, 29(2)
  15. 建筑屋蓋表面及其周圍積雪分布研究 - 徐楓 周高照 肖儀清 歐進萍 - 《 振動與沖擊 》 - 2018, 37(13)
  16. 土壤起塵懸浮顆粒物中鉛賦存特性模擬 - 王巖 代群威 黃雪菊 黃云碧 閔世杰 - 《 環境科學研究 》 - 2018, 31(1)
  17. 荷載標準值與分項系數的分析 - 邸小壇 紀鵬遠 曾兵 - 《 四川建筑科學研究 》 - 2017, 43(1)
  18. 基于模糊綜合評價法的公路風吹雪危險度評價 - 吳鵬 陳發明 劉健 馬磊 劉蘭 胡智軒 - 《 安全與環境學報 》 - 2017, 17(6)
  19.  


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