準確測定

渦度相關(guān)通量觀測——湍流空氣動力研究

概要

Campbell的CSAT3三維超聲風(fēng)速儀是在湍流空氣動力研究領(lǐng)域測定三維超聲風(fēng)速的明星儀器。融空氣動力學(xué)與其形體結(jié)構(gòu)特征設(shè)計為理念，以超聲脈沖物理學(xué)為其測定原理，為在嚴酷氣象條件下正常測量為技術(shù)工藝要求，是一個對被測空氣干擾小并耐用的三維風(fēng)速儀。有10厘米垂直測量路徑，可輸出三維正交風(fēng)速和超聲溫度。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與運行數(shù)據(jù)采集器中的同步測量指令（SDM）CSAT3的內(nèi)裝時鐘設(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)多個或多組傳感器同步測定。 優(yōu)點與特點

? 革新的設(shè)計在提供湍流準確測量的同時，將對被測流體本身的干擾降到更低。

? 與EC150或EC155紅外CO₂/H₂O氣體分析儀集成為幾乎同空間測定渦度相關(guān)通量的測定系統(tǒng)。? 與Campbell數(shù)據(jù)采集器充分兼容? 測定可用于計算動量通量和摩擦速度（Friction velocity）。? 可裝配Campbell微絲熱電偶瞬時反應(yīng)溫度傳感器（例如：FW05）用于測定感熱通量。? 可在惡劣天氣條件下應(yīng)用? 防雨：革新的超聲信號處理與聲頻發(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行 質(zhì)量。? 密封的超聲傳感器和電子控制箱。 性能指標

測量

? 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)]。? 聲速從位于每對發(fā)收超聲的傳感器之間聲波路徑測定，共有三個測定路徑。訂正了側(cè)向風(fēng)影響。? 測量頻率：100Hz，可程控設(shè)定? 輸出帶寬 : 5, 10, 12.5, 20, 或 25 Hz? 輸出頻率 : 10, 20, 25, 或 50 Hz 標準誤RMS^a? u_x，u_y：1 mms^-1? u_z：0.5 mms^-1? c：15 mms^-1（0.025℃） 準確度^b? 靜風(fēng) u_x，u_y：＜±8.0 cm s^-1

u_z：＜±4.0 cm s^-1

? 斜率誤差

風(fēng)向量與水平面偏角在±5° <>風(fēng)向量與水平面偏角在±10° <>風(fēng)向量與水平面偏角在±20° <> 信號輸出

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*同步數(shù)字 RS-485波特率：1200-230400 bps數(shù)據(jù)類型：ASCII 浮點輸出頻率 : 10, 25 或 50 HzUSB數(shù)據(jù)類型 : ASCII 浮點數(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

測定路徑：豎直：10.0 cm；水平：5.8 cm
測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測定頻率時)
100 mA(20 Hz測定頻率時)

超聲風(fēng)速儀示意圖

下面三個超聲測頭空間結(jié)構(gòu)的俯視

^aRMS基于穩(wěn)定風(fēng)速測定數(shù)據(jù)計算而得。測定頻率不影響分辨率。
^bCAST3 三維超聲風(fēng)速儀的準確度指標是指在溫度 -30℃~+50℃；在風(fēng)速<30m s-1;="" 風(fēng)與超聲風(fēng)速儀指向的夾角="">

產(chǎn)地：美國Campbell公司