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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:2025-05-29
  • 访问量:1016
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件的气象站中。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/次的频率对风吹雪进行监测。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


示风吹雪系统组成

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
或3对差分

6个单端
或3对差分

16 个单端
或8对差分

28个单端
或14对差分

12个单端或6个差分

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

脉冲计数器

2个

2个

2个

2个

4个

16个

每个CR9071含12个

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CR9060含10个
电压激发

数字控制端口

2个I/O

2个I/O
或1个RS-232 接口

4个I/O
或2个RS-232 接口

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

3个SDM、8个I/O
或4个RS-232

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

每个CR9060含:1个SDM、8个I/O
或每个CR9071含16个I/O

连续模拟输出

0

0

0

0

2

0

每个CR9060含6个

通讯/数据存储端口

1个RS-232

1个USB,1个CSI/O, 1个10/100baseT(CR310)

1个CS I/O
1个RS-232

1个USB,1个CSI/O,1个MicroSD,1个10/100baseT

1个CS I/O
1个RS-232
1个并行外围设备

1个USB,1个CSI/O,1个MicroSD,1个10/100baseT

1个CS I/O
1个RS-232
1个10M/100M 以太网

输入电压范围

0≤V<2.5Vdc

-0.1 to +2.5 Vdc

±5Vdc

±5Vdc

±5Vdc

±5Vdc

±5Vdc (CR9050或CR9051E)
±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+4位A/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(无RS-232通讯)
17~28(有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)

重      量

227g(CR200X、CR295X)
272g(CR206X、CR211X、
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

否

PakBus支持

支持(仅叶节点)

支持

支持

支持

支持

支持

否

Modbus 支持

支持

支持

支持

支持

支持

支持

否

DNP3支持

否

支持

支持

支持

支持

支持

否

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

CR200X、CR206X、
CR211X、CR216X

有

有

有

有

有

有

质   保

3年

3年

3年

3年

3年

3年

3年

软件支持

Short Cut

支持

3.2或更高

支持

支持

支持

支持

否

PC200W

支持

4.4或更高

支持

支持

支持

支持

否

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

否

否

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

否

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

否

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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