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風吹雪測量系統(tǒng)

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更新時間：2023-05-05 07:50:06瀏覽次數(shù)：116次

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北京華益瑞科技有限公司

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產(chǎn)品簡介

詳細介紹

系統(tǒng)簡介

風吹雪測量系統(tǒng)的核心組成部分是FlowCapt。FlowCapt由3個聲壓感應部件、1個電子處理器（里面是集成電路板和處理器）及相關(guān)線纜組成。FlowCapt內(nèi)置有一個配備特殊固件程序的Campbell CR200數(shù)據(jù)采集器，用于進行SDI或外圍緩沖器（PB）的編程服務，所以它與Campbell出品的CR系列數(shù)據(jù)采集器擁有良好的兼容性，可外接入到任何一個以Campbell的CR系列數(shù)據(jù)采集器為核心組件的氣象站中。同時，該儀器能夠接到任何提供SDI接口的數(shù)據(jù)采集器上。該產(chǎn)品可應用于雪通量的理論模型研究、雪崩預警、常規(guī)冰雪特性研究等領(lǐng)域。在15秒的采集間隔內(nèi)，F(xiàn)lowCapt采集吹雪狀況。電子接口包含了放大、過濾、數(shù)字化、線性化輸出等功能，還包含了模擬電路板，可以用于供電，放大，過濾，還擴展Flowcapt傳感器。

應用領(lǐng)域

雪堆/吹雪監(jiān)測
質(zhì)量通量和風速測量
雪崩的風險評估
極地酷寒的氣候監(jiān)測
氣象和科學應用
工業(yè)監(jiān)控中的應用

工作原理

風吹雪粒子系統(tǒng)，能夠以15秒/次的頻率對風吹雪進行監(jiān)測。它采用力學-聲學耦合原理進行測量。當風吹雪粒子吹打在聲壓感應部件（一種類似于管狀的傳感器，見下圖所示）上時，會產(chǎn)生聲壓，聲壓信號被電子處理器采集，然后電子處理器會對聲壓信號進行放大、濾波、線性化以及數(shù)字化。被數(shù)字化的信號通過RS232或SDI-12方式傳輸?shù)接脩敉饨拥臄?shù)據(jù)采集器上。同樣，摩擦風速的測量也是如此：風與聲壓感應件之間會產(chǎn)生摩擦力，被電子處理器采集，然后轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號輸出。

技術(shù)參數(shù)

風速通量比例: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
供電:6-30v（9.6-16v的供電,可以輸出sdi-12的協(xié)議）
電流：1ma@測量，20ma@處理(3秒一個采樣)，平均>5ma，使用未調(diào)節(jié)電源增加3 ma
電纜：傳感器和接口之間電纜長度15米，sdi長度為60米，rs232為30米。
工作溫度：-40～+80℃（可選配-50～+100℃）
工作濕度：0-99% rh
尺寸：40x18x13cm (lxwxh)，含連接器
重量：3kg.
夾具：30-80mm.

安裝

接口箱子可以直接被固定在直徑30–80毫米的立桿上，如果傳感器、接口箱子，以及數(shù)據(jù)采集器不能安裝在一個相同的立桿上，傳感器安裝臂、接口盒子與數(shù)據(jù)采集器之間的接地一定要非常完好。
1–3個可互換的flowcapt包括m10安裝臂和10米延長電纜接口箱子包含通用立桿夾具電纜聯(lián)結(jié)至數(shù)據(jù)采集器，附加的設備電纜連接接口至pc.

CF4風吹雪通量傳感器帶安裝附件型號為：FCBRA（傳感器長度1040mm，三層，高度3米垂直梯度的風吹雪指標，也可根據(jù)實際需要選擇層數(shù)，下圖為三層效果圖)

野外安裝照片展

示風吹雪系統(tǒng)組成

數(shù)據(jù)采集單元:CR300，CR800，CR1000X采集器

風吹雪傳感器：FC4

機箱太陽能供電支架等輔助設備。

用戶可根據(jù)研究需求，根據(jù)研究風吹雪的研究高度可選配分層，下圖為1-3層例圖（垂直高度三米）

數(shù)據(jù)采集器選配

性能特征	CR200X系列	CR300系列	CR800/CR850	CR1000X	CR3000	CR6	CR9000X系列
*大掃描速率	1 Hz	10 Hz	100 Hz	100 Hz	100 Hz	1000Hz	100,000 Hz
模擬輸入	5個單端（無差分）	6個單端或3對差分	6個單端或3對差分	16 個單端或8對差分	28個單端或14對差分	12個單端或6個差分	每個CR9050/CR9051E/CR9055(E): 28個單端或14對差分
脈沖計數(shù)器	2個	2個	2個	2個	4個	16個	每個CR9071含12個
開關(guān)激發(fā)通道	2個電壓激發(fā)	2個電壓激發(fā)	2個電壓激發(fā)	大16個電壓激發(fā) 大16個電流激發(fā)	4個電壓激發(fā) 3個電流激發(fā)	大12個電壓激發(fā) 大12個電流激發(fā)	每個CR9060含10個電壓激發(fā)
數(shù)字控制端口	2個I/O	2個I/O 或1個RS-232 接口	4個I/O 或2個RS-232 接口	*大16個I/O，2 個RS232,2個RS485，8個SDI-12，8個RX/TX pair RS 232	3個SDM、8個I/O 或4個RS-232	*大16個I/O，2 個RS232,2個RS485，8個SDI-12，8個RX/TX pair RS 232	每個CR9060含：1個SDM、8個I/O 或每個CR9071含16個I/O
連續(xù)模擬輸出	0	0	0	0	2	0	每個CR9060含6個
通訊/數(shù)據(jù)存儲端口	1個RS-232	1個USB,1個CSI/O, 1個10/100baseT（CR310）	1個CS I/O 1個RS-232	1個USB,1個CSI/O,1個MicroSD,1個10/100baseT	1個CS I/O 1個RS-232 1個并行外圍設備	1個USB,1個CSI/O,1個MicroSD,1個10/100baseT	1個CS I/O 1個RS-232 1個10M/100M 以太網(wǎng)
輸入電壓范圍	0≤V＜2.5Vdc	-0.1 to +2.5 Vdc	±5Vdc	±5Vdc	±5Vdc	±5Vdc	±5Vdc （CR9050或CR9051E） ±50Vdc ( CR9055(E）) ±60Vdc （CR9058E）
模擬電壓精度	±（0.25%讀數(shù)+1.2mV偏移量），-40℃～﹢50℃	±（0. 04%讀數(shù)+偏移量），0℃～﹢40℃	±（0. 06%讀數(shù)+1.2mV偏移量），0℃～﹢40℃	±（0.04% 測量值+偏移值）	±（0. 04%讀數(shù)+偏移量），0℃～﹢40℃	±（0. 04%讀數(shù)+偏移量），0℃～﹢40℃	±（0. 07%讀數(shù)+4位A/D計數(shù)），-25℃～﹢50℃
模擬分辨率	*小0.6mV	*小0.23μV	*小0.33μV	*小0.02μV	*小0.33μV	*小0.05μV	*小1.6μV
模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換位數(shù)	12	24	13	24	16	24	16
標準工作溫度	-40~50℃	-40~70℃	-25~50℃	-40~70℃	-25~50℃	-40~70℃	-25~50℃
擴展工作溫度	N/A	/	-55~85℃（CR800） -30~80℃（CR850）	-55~85℃	-40~85℃	-55~85℃	-40~70℃
內(nèi)存（字節(jié)）	106K （操作系統(tǒng)） 512K (數(shù)據(jù)儲存)	10M數(shù)據(jù)存儲，2M（操作系統(tǒng)） 5M (CPU、程序保存)	128MB閃存和4MB帶內(nèi)置供電的靜態(tài)存儲器	2M（操作系統(tǒng)） 4M (數(shù)據(jù)儲存、CPU、程序保存)	2M（操作系統(tǒng)） 4M (數(shù)據(jù)儲存、CPU、程序保存)	6M（操作系統(tǒng)） 6M (數(shù)據(jù)儲存、CPU、程序保存)	128K （程序） 128M (數(shù)據(jù)儲存)
供電(Vdc)	7~16	9.6~16	9.6~16	9.6~16	10~16	9.6~16	9.6~16
電流消耗（mA）	~0.2(睡眠模式，無電臺) ~3(活動，無電臺)	1.5(睡眠模式) 5(1 Hz采樣速率，無RS-232通訊)	~0.6(睡眠模式) 1~16(無RS-232通訊) 17~28(有RS-232通訊)	<1 (睡眠模式) 55(20HZ掃描) 25(RS-232) 48（以太網(wǎng)）	2 (睡眠模式) 3 (1 Hz采樣速率) 10 (100 Hz采樣速率)	~0.8 (睡眠模式) 3 (1 Hz采樣速率) 67 (20 Hz采樣速率)	750~1000（處理) 750~4000 (模擬測量)
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（實驗室版機箱） 45.7×34.3×22.9（野外版機箱）
重量	227g（CR200X、CR295X） 272g（CR206X、CR211X、 CR216X）	242g（CR300）；288g（CR310）	660g	860g	1.6Kg（無電池）	0.42 Kg（無電池）	~13.6 Kg (實驗室版) ~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（僅葉節(jié)點）	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
數(shù)據(jù)存儲方法	表格	表格	表格	表格	表格	表格	表格
編程語言	CRBasic	CRBasic	CRBasic	CRBasic	CRBasic	CRBasic	CRBasic
CE認證	CR200X、CR206X、 CR211X、CR216X	有	有	有	有	有	有
質(zhì) 保	3年	3年	3年	3年	3年	3年	3年
軟件支持
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風吹雪通量傳感器

技術(shù)性能參數(shù)：

風速通量比例: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
供電:6-30v（9.6-16v的供電,可以輸出sdi-12的協(xié)議）
電流：1ma@測量，20ma@處理(3秒一個采樣)，平均>5ma，使用未調(diào)節(jié)電源增加3 ma
電纜：傳感器和接口之間電纜長度15米，sdi長度為60米，rs232為30米。
工作溫度：-40～+80℃（可選配-50～+100℃）
工作濕度：0-99% rh
尺寸：40x18x13cm (lxwxh)，含連接器
重量：3kg.

參考文獻

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風吹雪對公路交通的危害及其對策研討 - 陳曉光李俊超李長林劉健 - 《公路》 - 2001, (6)
鐵路風屏障的氣動繞流及風吹雪特性研究 - 李永樂趙彤劉多特廖海黎 - 《鐵道學報》 - 2015, (6)
黑龍江省公路雪冰基本特征與災害防治對策 - 周石硚成田英器小林俊一 - 《自然災害學報》 - 2005, 14(3)
偏斜風對地物周邊空間吹雪及積雪形成的影響 - 劉多特李永樂汪斌 - 《西南交通大學學報》 - 2016, 51(6)
風吹雪數(shù)值模擬的兩方程模型方法 - 周晅毅李雪峰顧明張艷萍 - 《空氣動力學學報》 - 2012, 30(5)
路堤風吹雪災害流場分析 - 王向陽 - 《鐵道工程學報》 - 2009, (8)
新疆精(河)-伊(寧)鐵路沿線雪害形成機制及其防治工程措施 - 高衛(wèi)東劉明哲魏文壽徐貴青 - 《山地學報》 - 2005, 23(1)
影響草原牧區(qū)公路風吹雪雪害的因素分析 - 魏江生張貴平董智左和君 - 《公路》 - 2005, (8)
路塹風吹雪的觀測與研究 - 王向陽 - 《鐵道工程學報》 - 2012, (4)
基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡的公路風吹雪雪深預測模型 - 夏才初周開方程怡徐冬英 - 《同濟大學學報（自然科學版）》 - 2017, 45(5)
鐵路路塹擋雪墻設計參數(shù)優(yōu)化數(shù)值模擬 - 蘇國平蔣富強 - 《鐵道標準設計》 - 2017, 61(2)
冰雪升華測算結(jié)果及影響因素研究進展 - 郭淑海陳仁升韓春壇劉國華宋耀選陽勇劉章文劉俊峰 - 《地球科學進展》 - 2017, 32(11)
錫林浩特草原小葉錦雞兒灌叢的阻雪能力及其對積雪形態(tài)的影響 - 閆敏左合君董智劉寶河王嫣嬌魏翔鴻李鋼鐵 - 《應用生態(tài)學報》 - 2018, 29(2)
建筑屋蓋表面及其周圍積雪分布研究 - 徐楓周高照肖儀清歐進萍 - 《振動與沖擊》 - 2018, 37(13)
土壤起塵懸浮顆粒物中鉛賦存特性模擬 - 王巖代群威黃雪菊黃云碧閔世杰 - 《環(huán)境科學研究》 - 2018, 31(1)
荷載標準值與分項系數(shù)的分析 - 邸小壇紀鵬遠曾兵 - 《四川建筑科學研究》 - 2017, 43(1)
基于模糊綜合評價法的公路風吹雪危險度評價 - 吳鵬陳發(fā)明劉健馬磊劉蘭胡智軒 - 《安全與環(huán)境學報》 - 2017, 17(6)