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风吹雪测量系统

描述:风吹雪测量系统的核心组成部分是FlowCapt。FlowCapt由3个声压感应部件、1个电子处理器(里面是集成电路板和处理器)及相关线缆组成。FlowCapt内置有一个配备特殊固件程序的Campbell CR200数据采集器,用于进行SDI或外围缓冲器(PB)...

  • 产品厂地:北京市
  • 厂商性质:代理商
  • 更新时间:2021-11-24
  • 访问量:231
产品介绍/ PRODUCT PRESENTATION

      系统简介

风吹雪测量系统的核心组成部分是FlowCapt。FlowCapt由3个声压感应部件1个电子处理器(里面是集成电路板和处理器)及相关线缆组成。FlowCapt内置有一个配备特殊固件程序的Campbell CR200数据采集器,用于进行SDI或外围缓冲器(PB)的编程服务,所以它与Campbell出品的CR系列数据采集器拥有良好的兼容性,可外接入到任何一个以Campbell的CR系列数据采集器为核心组的气象站中。同时,该仪器能够接到任何提供SDI接口的数据采集器上。该产品可应用于雪通量的理论模型研究、雪崩预警、常规冰雪特性研究等领域。在15秒的采集间隔内,FlowCapt采集吹雪状况。电子接口包含了放大、过滤、数字化、线性化输出等功能还包含了模拟电路板,可以用于供电,放大,过滤,还扩展Flowcapt传感器。


应用领域


  • 雪堆/吹雪监测
  • 质量通量和风速测量
  • 雪崩的风险评估
  • 极地酷寒的气候监测
  • 气象和科学应用
  • 工业监控中的应用


工作原理

风吹雪粒子系统,能够以15秒/次的频率风吹雪进行监测。它采用力学-声学耦合原理进行测量。当风吹雪粒子吹打在声压感应部件(一种类似于管状的传感器,见下图所示)上时,会产生声压,声压信号被电子处理器采集,然后电子处理器会对声压信号进行放大、滤波、线性化以及数字化被数字化的信号通过RS232或SDI-12方式传输到用户外接的数据采集器上。同样,摩擦风速的测量也是如此:风与声压感应件之间会产生摩擦力,被电子处理器采集,然后转化为数字信号输出。

 

技术参数


  • 风速通量比例: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
  • 供电:6-30v(9.6-16v的供电,可以输出sdi-12的协议)
  • 电流:1ma@测量,20ma@处理(3秒一个采样),平均>5ma,使用未调节电源增加3 ma
  • 电缆:传感器和接口之间电缆长度15米,sdi长度为60米,rs232为30米。
  • 工作温度:-40~+80℃(可选配-50~+100℃)
  • 工作湿度:0-99% rh
  • 尺寸:40x18x13cm (lxwxh),含连接器
  • 重量:3kg.
  • 夹具:30-80mm.


安装

接口箱子可以直接被固定在直径30–80毫米的立杆上,如果传感器、接口箱子,以及数据采集器不能安装在一个相同的立杆上,传感器安装臂、接口盒子与数据采集器之间的接地一定要非常完好。 
1–3个可互换的flowcapt包括m10安装臂和10米延长电缆接口箱子包含通用立杆夹具电缆联结至数据采集器,附加的设备电缆连接接口至pc.

CF4风吹雪通量传感器带安装附件型号为:FCBRA(传感器长度1040mm,三层,高度3米垂直梯度的风吹雪指标,也可根据实际需要选择层数,下图为三层效果图)



野外安装照片展


风吹雪系统组成

数据采集单元:CR300,CR800,CR1000X采集器

风吹雪传感器:FC4

机箱太阳能供电支架等辅助设备。

用户可根据研究需求,根据研究风吹雪的研究高度可选配分层 ,下图为1-3层例图(垂直高度三米)



数据采集器选配

性能特征

CR200X系列

CR300系列

CR800/CR850

CR1000X

CR3000

CR6

CR9000X系列

*大扫描速率

1 Hz

10 Hz

100 Hz

100 Hz

100 Hz

1000Hz

100,000 Hz

模拟输入

5个单端(无差分)

6个单端
3对差分

6个单端
3对差分

16 个单端
8对差分

28个单端
14对差分

12个单端或6个差分

每个CR9050/CR9051E/CR9055(E):
28个单端
14对差分

脉冲计数器

2

2

2

2

4

16

每个CR907112

开关激发通道

2个电压激发

2个电压激发

2个电压激发

*大16个电压激发

*大16个电流激发

4个电压激发
3个电流激发

*大12个电压激发

*大12个电流激发

每个CR906010
电压激发

数字控制端口

2I/O

2个I/O
或1个RS-232 接口

4I/O
2RS-232 接口

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

3个SDM8I/O
4RS-232

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

每个CR9060含:1SDM8I/O
或每个CR907116I/O

连续模拟输出

0

0

0

0

2

0

每个CR90606

通讯/数据存储端口

1RS-232

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

1CS I/O
1RS-232

1USB,1CSI/O,1个MicroSD,110/100baseT

1CS I/O
1RS-232
1个并行外围设备

1USB,1CSI/O,1个MicroSD,110/100baseT

1CS I/O
1RS-232
110M/100M 以太网

输入电压范围

0V2.5Vdc

-0.1 to +2.5 Vdc

±5Vdc

±5Vdc

±5Vdc

±5Vdc

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

模拟电压精度

±(0.25%读数+1.2mV偏移量),-40℃~﹢50

±(0. 04%读数+偏移量),0℃~﹢40

±(0. 06%读数+1.2mV偏移量),0℃~﹢40

±(0.04% 测量值+偏移值)

±(0. 04%读数+偏移量),0℃~﹢40

±(0. 04%读数+偏移量),0℃~﹢40

±(0. 07%读数+4A/D计数),-25℃~﹢50

模拟分辨率

*小0.6mV

*小0.23μV

*小0.33μV

*小0.02μV

*小0.33μV

*小0.05μV

*小1.6μV

模拟/数字
转换位数

12

24

13

24

16

24

16

标准工作温度

-40~50

-40~70

-25~50

-40~70℃

-25~50

-40~70

-25~50

扩展工作温度

N/A

/

-55~85℃(CR800
-30~80℃(CR850

-55~85

-40~85

-55~85

-40~70

内存(字节)

106K (操作系统)
512K (数据储存)

10M数据存储,2M(操作系统)
5M (CPU、程序保存)

128MB闪存和4MB带内置供电的静态存储器 

2M(操作系统)
4M (数据储存、CPU、程序保存)

2M(操作系统)
4M (数据储存、CPU、程序保存)

6M(操作系统)
6M (数据储存、CPU、程序保存)

 

128K (程序)
128M (数据储存)

供电(Vdc)

7~16

9.6~16

9.6~16

9.6~16

10~16

9.6~16

9.6~16

电流消耗(mA

~0.2(睡眠模式,无电台)
~3(活动,无电台)

1.5(睡眠模式)
5(1 Hz采样速率,无RS-232通讯)

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

<1 (睡眠模式)
55(20HZ扫描)
25(RS-232)

48(以太网)

2 (睡眠模式)
3 (1 Hz采样速率)
10 (100 Hz采样速率)

~0.8 (睡眠模式)
3 (1 Hz采样速率)
67 (20 Hz采样速率)

750~1000(处理)
750~4000 (模拟测量)

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(实验室版机箱)
45.7×34.3×22.9(野外版机箱)

      

227gCR200XCR295X
272gCR206XCR211X
CR216X

242g(CR300);288g(CR310)

660g

860g

1.6Kg(无电池)

0.42 Kg(无电池)

~13.6 Kg (实验室版)
~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(仅叶节点)

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

数据存储方法

表格

表格

表格

表格

表格

表格

表格

编程语言

CRBasic

CRBasic

CRBasic

CRBasic

CRBasic

CRBasic

CRBasic

CE认证

CR200XCR206X
CR211XCR216X

   

3

3

3

3

3

3

3

软件支持

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风吹雪通量传感器


技术性能参数:

  • 风速通量比例: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
  • 供电:6-30v(9.6-16v的供电,可以输出sdi-12的协议)
  • 电流:1ma@测量,20ma@处理(3秒一个采样),平均>5ma,使用未调节电源增加3 ma
  • 电缆:传感器和接口之间电缆长度15米,sdi长度为60米,rs232为30米。
  • 工作温度:-40~+80℃(可选配-50~+100℃)
  • 工作湿度:0-99% rh
  • 尺寸:40x18x13cm (lxwxh),含连接器
  • 重量:3kg.



参考文献


  1. 铁路沿线风吹雪灾害及其防治研究 - 高卫东 刘明哲 魏文寿 李景贤 - 《 中国铁道科学 》 - 2004, 25(5)
  2. 风吹雪对公路交通的危害及其对策研讨 - 陈晓光 李俊超 李长林 刘健 - 《 公路 》 - 2001, (6)
  3. 铁路风屏障的气动绕流及风吹雪特性研究 - 李永乐 赵彤 刘多特 廖海黎 - 《 铁道学报 》 - 2015, (6)
  4. 黑龙江省公路雪冰基本特征与灾害防治对策 - 周石硚 成田英器 小林俊一 - 《 自然灾害学报 》 - 2005, 14(3)
  5. 偏斜风对地物周边空间吹雪及积雪形成的影响 - 刘多特 李永乐 汪斌 - 《 西南交通大学学报 》 - 2016, 51(6)
  6. 风吹雪数值模拟的两方程模型方法 - 周晅毅 李雪峰 顾明 张艳萍 - 《 空气动力学学报 》 - 2012, 30(5)
  7. 路堤风吹雪灾害流场分析 - 王向阳 - 《 铁道工程学报 》 - 2009, (8)
  8. 新疆精(河)-伊(宁)铁路沿线雪害形成机制及其防治工程措施 - 高卫东 刘明哲 魏文寿 徐贵青 - 《 山地学报 》 - 2005, 23(1)
  9. 影响草原牧区公路风吹雪雪害的因素分析 - 魏江生 张贵平 董智 左和君 - 《 公路 》 - 2005, (8)
  10. 路堑风吹雪的观测与研究 - 王向阳 - 《 铁道工程学报 》 - 2012, (4)
  11. 基于BP神经网络的公路风吹雪雪深预测模型 - 夏才初 周开方 程怡 徐冬英 - 《 同济大学学报(自然科学版) 》 - 2017, 45(5)
  12. 铁路路堑挡雪墙设计参数优化数值模拟 - 苏国平 蒋富强 - 《 铁道标准设计 》 - 2017, 61(2)
  13. 冰雪升华测算结果及影响因素研究进展 - 郭淑海 陈仁升 韩春坛 刘国华 宋耀选 阳勇 刘章文 刘俊峰 - 《 地球科学进展 》 - 2017, 32(11)
  14. 锡林浩特草原小叶锦鸡儿灌丛的阻雪能力及其对积雪形态的影响 - 闫敏 左合君 董智 刘宝河 王嫣娇 魏翔鸿 李钢铁 - 《 应用生态学报 》 - 2018, 29(2)
  15. 建筑屋盖表面及其周围积雪分布研究 - 徐枫 周高照 肖仪清 欧进萍 - 《 振动与冲击 》 - 2018, 37(13)
  16. 土壤起尘悬浮颗粒物中铅赋存特性模拟 - 王岩 代群威 黄雪菊 黄云碧 闵世杰 - 《 环境科学研究 》 - 2018, 31(1)
  17. 荷载标准值与分项系数的分析 - 邸小坛 纪鹏远 曾兵 - 《 四川建筑科学研究 》 - 2017, 43(1)
  18. 基于模糊综合评价法的公路风吹雪危险度评价 - 吴鹏 陈发明 刘健 马磊 刘兰 胡智轩 - 《 安全与环境学报 》 - 2017, 17(6)
  19.  


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