上海精虹海科公司代理的CampbeII Scientific Inc.(CSI)研发的CSAT3B三维超声风传感器是原来的CSAT3的升级和替换,同样有涡动相关测量的选择。它符合空气动力学设计,具备10cm的垂直测量路径,采用声学脉冲测量模式,可以抵御恶劣天气环境的影响。仪器测量三个正交风(Ux,Uy,Uz),声速(C),最大输出频率100Hz。
特点:
设计大幅降低误差干扰,可进行高精度湍流测量
具有良好环境适应性,能在恶劣气象条件下稳定工作
可与CSI的EC150或EC155水汽二氧化碳分析仪组成高精度涡动相关测量系统
可用于动量通量(momentum flux)和摩擦速度(friction velocity)计算
采用新型信号处理与防雨设计,大幅提高仪器在降雨天气的工作性能
用途:
CSAT3B三维超声风速风向传感器是对原始CSAT3的更新和替换,仍然是涡流协方差测量的理想三维声波风速仪。它采用空气动力学设计,垂直测量路径为10厘米,以脉冲声学模式运行,能够承受恶劣天气条件。测量三个正交风分量(ux、uy、uz)和音速温度(Ts),并以100Hz的最大速率输出。新设计显著的创新是取消了电子箱。相反,电子器件封装在CSAT3B磁头的安装块内。这种设计特点使安装更容易,并在仪器放置方面提供更大的灵活性。
测量可以从三个来源触发:
数据记录器SDM命令
数据记录器CPI命令
CSAT3B内部时钟SDM和CPI协议都支持同步多个CSAT3B的机制。
特点:
新型保形涂层有助于在腐蚀性环境中保护声波换能器
集成电子设备,可轻松安装单个硬件
集成倾斜仪
高精度测量是湍流和涡流研究的理想选择
改进的设计,在传感器臂末端附近安装了一个薄的空气动力学支撑支柱,提高了声音温度的刚性和准确性
数据记录器采样支持1到100 Hz之间的任何频率。
新的CPI通信实现更稳健、更高带宽的测量
多种通信选项,包括SDM、CPI、USB和RS-485
版本5算法计算数据输出;
SDM和CPI协议都支持用于同步接入多个CSAT3B。
技术参数:
CSAT3B数据采集器 |
工作温度 | -40 to +50°C (相当于305至368m s-1的声速) | |
输出 | ux,uy,uz,Ts(ux、uy、uz是以风速计轴为基准的风分量;Ts是超声虚稳。) |
信号类型 | SDM, CPI, USB, RS-485 |
声速 | 由三条声学路径确定。(针对侧风效应进行了校正。) |
风向 | 2.5 to 357.5°(可定制0-360度) |
范围 | ±65 m/s |
风速计尺寸 | 60.64 x 12.2 x 43.0 cm (23.87 x 4.8 x16.9 in.) |
最大偏移误差 | < ±8.0 cm s-1 (ux, uy),< ±4.0 cm s-1(uz |
最大增益误差 | <读数的±6%(水平面±20°范围内的风矢量)<读数的±3%(水平面±10°范围内的风矢量)<读数的±2%(水平面±5°范围内的风矢量) |
测量分辨率 | ux, uy 1 mm s-1 rmsuz ,0.5 mm s-1 rmsTs 0.002°C RMS (at 25°C)Wind Direction < 0.058°(ux = uy ≤1 m s-1) |
测量速率 | 测量速率数据记录器触发1至100 Hz未经编程的输出(至PC)10、20、50或100 Hz内部自触发速率100 Hz |
测量延时 | 数据记录器已触发(无滤波器)1个触发周期(1个扫描间隔)10ms未编程输出175(无滤波器) |
传感器内部监测 | 更新速率2 Hz倾角传感器精度±1°相对湿度精度±7%(在0至10%范围内)±7%(超过90至100%的范围)±3%(超过10%至90%的范围)面板温度精度±2°C |
SDM | -注-用于基于数据记录器的数据采集。位周期10μs至1 ms电缆长度最大76 m(250 ft)(@1 ms位周期)最长7.6 m(25 ft)(@10μs位周期)地址范围1至14个总线时钟/样本~200 |
CPI | -注-用于基于数据记录器的数据采集。波特率50 kbps至1 Mbps电缆长度853 m(2800 ft)最大值(@50 kbps)122 m(400 ft)最小值(@250 kbps)15 m(50 ft)最大(@1 Mbps)地址范围1至120总线时钟/样本~ 300 |
RS-485 | 用于配置或基于PC的数据采集。波特率9.6 kbps至115.2 kbps电缆长度最大610米(2000英尺)(@9.6 kbps) |
USB | 用于配置或基于PC的数据采集。连接速度USB 2.0全速12 Mbps电缆长度最大5米(16.4英尺) |
电源要求 | 10 Hz测量速率下9.5至32 Vdc电流65 mA(@24 Vdc)/电流110 mA(@12 Vdc)100 Hz测量速率时电流80 mA(@24Vdc/电流145 mA(@12Vdc) |
重量 | 1450g |
技术参数:
l风速工作范围:0~60m/s总体参数
l操作温度:-30℃~﹢50℃
l输出:三维正交风速(Ux, Uy, Uz)和超声温度(Ts)
l声速:通过每对发收超声的传感器之间声波路径测定,共有三个测定路径(订正了横向风的影响)
l风向量程:2.5~357.5°(在CSAT3B坐标系中默认版);0~360°(客户定制版)
l过滤器带宽:5,10,20或25Hz
l测量路径:10.0cm(垂直方向);5.8cm(水平方向)
风速测量范围与精度
l风速范围:±65m/s
l风速精度(这里的风速精度指标是假定在如下运行条件:-30℃~﹢50℃操作温度,风速<30m/s, 风夹角在±170°之间)
l偏移误差:<±8.0cm/s(Ux,Uy), <±4.0cm/s(Uz)
l增益误差:<±2%测量值(风向量与水平面夹角在±5°)
l<±3%测量值(风向量与水平面夹角在±10°)
l<±6%测量值(风向量与水平面夹角在±20°)
测量分辨率
l风速分辨率:1.0mm/s RMS(Ux); 1.0mm/s RMS(Uy); 0.5mm/s RMS(Uz);
l超声温度分辨率:±0.002℃ RMS(@25℃)
l风向分辨率:<0.058°(Ux=Uy≤1m/s)
测量速率
l数据采集器触发:1~100Hz
l自动输出(至PC机):10Hz,20Hz,50Hz或100Hz
l内部自触发频率:100Hz
测量延时
l数据采集器触发(无过滤):1个触发间隔(1个扫描间隔)
l自动输出(无过滤):10ms
l过滤输出(数据采集器触发或自动输出):795ms (@5Hz带宽过滤);395ms (@10Hz带宽过滤);195ms (@20Hz带宽过滤);155ms (@25Hz带宽过滤);
内部监测测量
l更新速率:2Hz
l倾角测量精度:±1°
l相对湿度精度:±3%(@ 10~90%RH); ±7%(@ 0~10%RH); ±7%(@ 90~100RH);
l电路板温度精度:±2℃
l通讯
lSDM (用于通过数据采集器来采集数据应用)
l位周期:10μs~1ms
l电缆长度:zui长7.6m(@ 10μs 位周期)
lzui长76m(@ 1ms位周期)
l地址范围:1~14
l总线时钟/每个采样:~200
lCPI(用于通过数据采集器来采集数据应用)
l波特率:50kbps~1 Mbps
l电缆长度:zui长15m(@1Mbps);zui长122m(@250 kbps);zui长853m(@50 kbps)
l地址范围:1~120
l总线时钟/每个采样:~300
lRS-485 (用于风速仪配置或基于PC机来数据采集)
l波特率:9.6kbps~115.2 kbps
l电缆长度:zui长305m(@ 115.2 kbps);zui长610m(@9.6 kbps)
l总线时钟/每个采样:~500(ASCII 格式)
lUSB(用于风速仪配置或基于PC机来数据采集)
l连接速度:USB2.0 全速12Mbps
l电缆长度:zui长5米
l供电要求
l供电电压:9.5~32Vdc
l电流:10Hz测量频率:110 mA@ 12Vdc;65 mA@ 24Vdc
l100Hz测量频率:145 mA@ 12Vdc;80 mA@ 24Vdc
物理参数
l风速计尺寸大小:60.7(长) X 12.2(宽)X 43.0cm(高)
l测量路径:10.0cm(垂直方向);5.8cm(水平方向)
l传感器测定路径与水平面的夹角:60°
l声波收发传感器的直径:0.64cm
l传感器安装臂的直径:0.84cm
l支撑臂直径:1.59cm
l风速计头部重量:1.45kg
l风速计+ 纸箱选项总重量:5.3kg
l风速计+便携箱选项总重量:13.4kg
l运输体积及重量(订货时,无论纸箱还是便携箱选项在出厂交付运输时均再额外使用一个外包装箱):
l纸箱选项运输重量:9.1kg
l纸箱选项运输体积:91 X 51 X 41 cm
l便携箱选项运输重量:16.3kg
l便携箱选项运输体积:81 X 66 X 43 cm