準(zhǔn)確測(cè)定

渦度相關(guān)通量觀測(cè)——湍流空氣動(dòng)力研究 
  

 概要

      Campbell的CSAT3三維超聲風(fēng)速儀是在湍流空氣動(dòng)力研究領(lǐng)域測(cè)定三維超聲風(fēng)速的明星儀器。融空氣動(dòng)力學(xué)與其形體結(jié)構(gòu)特征設(shè)計(jì)為理念，以超聲脈沖物理學(xué)為其測(cè)定原理，為在嚴(yán)酷氣象條件下正常測(cè)量為技術(shù)工藝要求，是一個(gè)對(duì)被測(cè)空氣干擾小并耐用的三維風(fēng)速儀。有10厘米垂直測(cè)量路徑，可輸出三維正交風(fēng)速和超聲溫度。最大輸出頻率為50Hz。有模擬和數(shù)字兩種輸出方式。

可接收下列三種指令中的任何一種啟動(dòng)與運(yùn)行數(shù)據(jù)采集器中的同步測(cè)量指令（SDM）CSAT3的內(nèi)裝時(shí)鐘設(shè)定指令通過RS-232串口通訊，用PC給予指令用SDM通訊規(guī)程能支持激發(fā)多個(gè)或多組傳感器同步測(cè)定。 優(yōu)點(diǎn)與特點(diǎn)

Ø 革新的設(shè)計(jì)在提供湍流準(zhǔn)確測(cè)量的同時(shí)，將對(duì)被測(cè)流體本身的干擾降到更低。

Ø 與EC150或EC155紅外CO₂/H₂O氣體分析儀集成為幾乎同空間測(cè)定渦度相關(guān)通量的測(cè)定系統(tǒng)。Ø 與Campbell數(shù)據(jù)采集器充分兼容Ø 測(cè)定可用于計(jì)算動(dòng)量通量和摩擦速度（Friction velocity）。Ø 可裝配Campbell微絲熱電偶瞬時(shí)反應(yīng)溫度傳感器（例如：FW05）用于測(cè)定感熱通量。Ø 可在惡劣天氣條件下應(yīng)用Ø 防雨：革新的超聲信號(hào)處理與聲頻發(fā)射接收頭吸水防雨網(wǎng)相結(jié)合，有效地改善了在陰雨條件下的運(yùn)行   質(zhì)量。Ø 密封的超聲傳感器和電子控制箱。 性能指標(biāo)

測(cè)量

Ø 輸出三維正交風(fēng)速[u_x，u_y，u_z (ms^-1)]和超聲溫度[Ts (℃)]或聲速[c（ms^-1)]。Ø 聲速?gòu)奈挥诿繉?duì)發(fā)收超聲的傳感器之間聲波路徑測(cè)定，共有三個(gè)測(cè)定路徑。訂正了側(cè)向風(fēng)影響。Ø 測(cè)量頻率：100Hz，可程控設(shè)定Ø 輸出帶寬 : 5, 10, 12.5, 20, 或 25 HzØ 輸出頻率 : 10, 20, 25, 或 50 Hz 標(biāo)準(zhǔn)誤RMS^aØ u_x，u_y：1 mms^-1Ø u_z：0.5 mms^-1Ø c：15 mms^-1（0.025℃） 準(zhǔn)確度^bØ 靜風(fēng)     u_x，u_y：＜±8.0 cm s^-1

     u_z：＜±4.0 cm s^-1

 Ø 斜率誤差

風(fēng)向量與水平面偏角在±5°   <±2%測(cè)值風(fēng)向量與水平面偏角在±10°  <±3%測(cè)值風(fēng)向量與水平面偏角在±20°  <±6%測(cè)值 信號(hào)輸出

數(shù)字 SDM

CSI 串行接口，用于數(shù)據(jù)采集器/傳感器通訊。      群體觸發(fā)事件執(zhí)行時(shí)*同步數(shù)字 RS-485波特率：1200-230400 bps數(shù)據(jù)類型：ASCII 浮點(diǎn)輸出頻率 : 10, 25 或 50 HzUSB數(shù)據(jù)類型 : ASCII 浮點(diǎn)數(shù)輸出頻率 : 10, 25 或 50 Hz

 輸出范圍

      SDM 和 RS-485 數(shù)字輸出
      風(fēng)速量程：±65.535 m s-1 
      聲速：300 ~ 366 m s-1 (-50℃~+60℃)

 外形描述

       測(cè)定路徑：豎直：10.0 cm；水平：5.8 cm
       測(cè)定路徑與水平面的夾角：60° 
       聲波發(fā)收傳感器直徑：0.64 cm 
       傳感器安裝臂直徑：0.84 cm
       支撐臂直徑：1.59 cm
       三維
       超聲風(fēng)速儀：47.3 cm (l) x 42.4 cm (h)
       電子控制箱：26 cm x 16 cm x 9 cm
       重量
       超聲風(fēng)速儀：1.7 kg
       電子控制箱：3.8 kg
       材料
       超聲風(fēng)速儀：不銹鋼管
       電子控制箱：鑄鋁
       運(yùn)行環(huán)境
       正常工作溫度范圍：-30℃~+50℃
       電源
       電壓：10 ~16 V 直流
       電流：200 mA(60 Hz測(cè)定頻率時(shí))
               100 mA(20 Hz測(cè)定頻率時(shí))

超聲風(fēng)速儀示意圖

下面三個(gè)超聲測(cè)頭空間結(jié)構(gòu)的俯視

^aRMS基于穩(wěn)定風(fēng)速測(cè)定數(shù)據(jù)計(jì)算而得。測(cè)定頻率不影響分辨率。
      ^bCAST3 三維超聲風(fēng)速儀的準(zhǔn)確度指標(biāo)是指在溫度 -30℃~+50℃；在風(fēng)速<30m s-1; 風(fēng)與超聲風(fēng)速儀指向的夾角 ±170°。

產(chǎn)地：美國(guó)Campbell公司