準確測定

渦度相關通量觀測——湍流空氣動力研究

概要

Campbell的CSAT3三維超聲風速儀是在湍流空氣動力研究領域測定三維超聲風速的明星儀器。融空氣動力學與其形體結構特征設計為理念，以超聲脈沖物理學為其測定原理，為在嚴酷氣象條件下正常測量為技術工藝要求，是一個對被測空氣干擾小并耐用的三維風速儀。有10厘米垂直測量路徑，可輸出三維正交風速和超聲溫度。輸出頻率為50Hz。有模擬和數字兩種輸出方式。

可接收下列三種指令中的任何一種啟動與運行數據采集器中的同步測量指令（SDM）CSAT3的內裝時鐘設定指令通過RS-232串口通訊，用PC給予指令用SDM通訊規程能支持激發多個或多組傳感器同步測定。 優點與特點

? 革新的設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通量的測定系統。? 與Campbell數據采集器充分兼容? 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用? 防雨：革新的超聲信號處理與聲頻發射接收頭吸水防雨網相結合，有效地改善了在陰雨條件下的運行 質量。? 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。訂正了側向風影響。? 測量頻率：100Hz，可程控設定? 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 u_x，u_y：＜±8.0 cm s^-1

u_z：＜±4.0 cm s^-1

? 斜率誤差

風向量與水平面偏角在±5° <>風向量與水平面偏角在±10° <>風向量與水平面偏角在±20° <> 信號輸出

數字 SDM

CSI 串行接口，用于數據采集器/傳感器通訊。 群體觸發事件執行時*同步數字 RS-485波特率：1200-230400 bps數據類型：ASCII 浮點輸出頻率 : 10, 25 或 50 HzUSB數據類型 : ASCII 浮點數輸出頻率 : 10, 25 或 50 Hz

輸出范圍

SDM 和 RS-485 數字輸出
風速量程：±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
超聲風速儀：1.7 kg
電子控制箱：3.8 kg
材料
超聲風速儀：不銹鋼管
電子控制箱：鑄鋁
運行環境
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)

超聲風速儀示意圖

下面三個超聲測頭空間結構的俯視

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

產地：美國Campbell公司