CPEC310閉路渦動協(xié)方差測量系統(tǒng)概述：

      CPEC310 （Closed-Path Eddy-Covariance 310）是閉路渦度相關(guān)質(zhì)能通量觀測系統(tǒng)，適用于長期定位觀測大氣邊界層中CO2, H2O, 熱和動量交換。它是一個完整而易于操作的系統(tǒng)。以CR6 數(shù)據(jù)測控運(yùn)儲器為核心，包括EC155 （Eddy-Covariance155）閉路紅外CO2/H2O分析儀和 CSAT3A 三維超聲風(fēng)速儀，并附有氣體采樣泵。為零基點(diǎn)和測幅的自動訂正，可選配高壓標(biāo)準(zhǔn)氣罐氣體閥門調(diào)控器。氣體分析室的體積被縮小為 5.8 ml，在氣體流速為7 LPM的條件下，氣樣在分析室內(nèi)的停留時間縮短為 50 ms。測定反應(yīng)頻率從而改善為5.8 Hz 的半能量帶寬。能耗低為 12W。。
        一套完整的CPEC310閉路渦動相關(guān)通量觀測系統(tǒng)系統(tǒng)由一套EC155閉路氣體分析儀、CSAT3A三維超聲風(fēng)傳感器、CR6數(shù)據(jù)采集器以及其他配件和配套操作軟件組成，系統(tǒng)高度集成，包含了使用中所必須的各種儀器及配件，能夠?yàn)橛脩籼峁敖昏€匙"系統(tǒng)，方便了用戶的使用。

     EC155是專為渦動相關(guān)通量觀測設(shè)計的閉路氣體分析儀，可同時測量二氧化碳和水汽的絕對密度，采樣氣室內(nèi)的溫度和壓力，其采用5.8ml的小采樣氣室設(shè)計，大大減少了采樣停留時間（50ms，7LPM時）。這使系統(tǒng)的功耗大幅降低到12W，并擁有優(yōu)異的頻率響應(yīng)性能（5.8Hz，半功率帶寬）。結(jié)合CSAT3A三維超聲風(fēng)傳感器即可同步測量三維風(fēng)速、空氣溫度和超聲虛溫。

CPEC310閉路渦動協(xié)方差測量系統(tǒng)完整系統(tǒng)包括:

閉路紅外CO2/H2O分析儀(EC155)

三維超聲風(fēng)速儀 (CSAT3A)

數(shù)據(jù)測控運(yùn)儲器 (CR6)

電子控制系統(tǒng) (CPEC310 測控箱)

汽泵裝置

安裝硬件,氣體傳輸管,連接電纜

可選附件:

高壓標(biāo)準(zhǔn)氣罐氣體閥門調(diào)控器，為零基點(diǎn)和測幅的自動訂正用

2G 或更大存儲容量的小型閃存卡（2G 可存儲每秒10次觀數(shù)據(jù)至40天）

有線采集：Ethernet, RS-232, 電話 modem,

無線采集：散譜近距（100km 以內(nèi)）通訊, 經(jīng)無線電話通訊,經(jīng)衛(wèi)星電話通訊)

靈敏的頻率反應(yīng)（見圖CPEC310頻率響應(yīng)）

低能耗，12W

易于操作：

數(shù)據(jù)測控運(yùn)儲器的程序僅需要簡單的人為操作

系統(tǒng)程序自動控制流量，訂正零基點(diǎn)和測幅

在嚴(yán)酷天氣條件下能持續(xù)運(yùn)行

通過對采樣管路加熱，避免氣樣在管路壁面冷凝

容易安裝

技術(shù)參數(shù)：

正常運(yùn)行溫度范圍：-30° 到 +50°C

正常運(yùn)行所需電壓：10.5 到 16.0 V 直流

正常運(yùn)行功率：12 W

最大 (冷啟動時)：35 W

渦度相關(guān)質(zhì)能通量的傳感器

EC155 閉路紅外CO2/H2O 分析儀測定二氧化碳和水汽的摩爾濃度。CSAT3A 三維超聲風(fēng)速儀測定三維風(fēng)速。

基本規(guī)格

工作溫度：-30° 到 +50°C

工作壓力：70 到 106 kPa

供電電壓：10 到 16 Vdc

25°C 時功耗：5 W（上電后穩(wěn)定狀態(tài)）

測量速率：60 Hz

輸出波寬：5, 10, 12.5, 或 20 Hz；用戶可編程控制

輸出選項(xiàng)：SDM, RS-485, USB, 模擬量（僅CO2 和 H2O）

輔助輸入：空氣溫度和壓力

EC100 氣壓計精度

基本型：±1.5 kPa (> 0 °C), 線性增加到±.3.7 kPa @ -30°C

增強(qiáng)型：±0.15 kPa (-30° 到 50°C)

線纜長度：3 m (10 ft)，從EC155/CSAT3A 到EC100進(jìn)樣管/ 超聲測量體積之間的空間分離：15.4 cm (6.1 in)

氣體分析儀技術(shù)規(guī)格

樣品腔室熱敏電阻精度：± 0.15 °C (-30° 到 50°C)

樣品腔室壓力精度：± 1.5 kPa (> 0 °C )，

線性增加到±3.7 kPa @ -30 °C

CO2性能

精度：1%

精密度RMS（最大）：0.15 mol mol-1

校準(zhǔn)量程：0 到1000μmol/mol-1

依溫度變化的零點(diǎn)漂移：±0.3μmol mol-1/°C

依溫度變化的增益漂移：±0.1% 讀數(shù)/°C

交叉靈敏度（最大）： ±1.1 x 10-4 mol CO2 /mol H2O

H2O性能

精度：2%

精密度RMS（最大）：0.006mmol mol-1

校準(zhǔn)量程：0 到72 mmol mol-1（38°C 露點(diǎn)）

依溫度變化的零點(diǎn)漂移：±0.05mmol mol-1/°C

依溫度變化的增益漂移：±0.3% 讀數(shù)/°C

交叉靈敏度（最大）：±0.1 mol H2O /mol CO2

三維超聲風(fēng)速儀技術(shù)規(guī)格

測量路徑：

垂直：10.0 cm (3.9 in)

水平：5.8 cm (2.3 in)

量程：

Ux：±30 m s-1

Uy：±60 m s-1

Uz：±8 m s-1

Ts：-50° 到 +60°C，風(fēng)向在 ±170° 以內(nèi)時

偏移誤差：

Ux, Uy：<±8.0 cm s-1

Uz：<±4.0 cm s-1

風(fēng)向：±0.7°，當(dāng)水平風(fēng)速為1 m s-1 時

增益誤差：

風(fēng)矢量在水平面上下±5° 以內(nèi)時：<±2% 讀值

風(fēng)矢量在水平面上下±10° 以內(nèi)時：<±3% 讀值

風(fēng)矢量在水平面上下±20° 以內(nèi)時：<±6% 讀值

測量精密度 (RMS)

Ux, Uy：1 mm s-1

Uz：0.5mm s-1

超聲虛溫：0.025 °C

風(fēng)向：±0.6°

系統(tǒng)控制箱

三維：52.1 cm x 44.5 cm x 29.7 cm

重量

基本：11.6 kg

CR6：1.6 kg

CFM100/NL116：0.2 kg

氣泵

電纜長：3.0 m

進(jìn)氣口連接：3/8 in. Swagelok®

壓力傳感器測量范圍：15 到 115 kPa

泵速：3 到 9 LPM (自動控制，一般設(shè)定為 7 LPM)

三維：35.6 cm x 29.2 cm x 13.5 cm

重量 (不含按裝配件)：5.4 kg

閥門調(diào)控器

進(jìn)氣口

三閥調(diào)控器：零基點(diǎn), CO2 測幅, H2O 測幅

六閥調(diào)控器：基點(diǎn), 4 個CO2 測幅, H2O 測幅

出氣口：氣體分析儀和 H2O 繞路

連接：1/4 in. Swagelok®

流速：0.5 到 5 LPM (設(shè)定后自動控制)

三維：14.0 cm x 12.7 cm x 14.0 cm

重量

1.5 kg （三閥調(diào)控器）

1.9 kg （六閥調(diào)控器）

 高頻數(shù)據(jù)采集器CR6

使用ShortCut, Edlog，CRBasic編程工具創(chuàng)建和編輯數(shù)據(jù)采集器的工作程序，可以編寫數(shù)據(jù)程序、發(fā)送或者接受程序，下載數(shù)據(jù)，查看實(shí)時數(shù)據(jù)和分析歷史數(shù)據(jù)。滿足觀測數(shù)據(jù)的高精度和高穩(wěn)定性要求，具備高可靠性、高準(zhǔn)確性、易維護(hù)等特點(diǎn)。

最大掃描速率：100Hz

模擬輸入：12個單端通道（6個差分），可擴(kuò)展

工作溫度： -55℃~85℃

內(nèi)存： 4M內(nèi)存，擴(kuò)展至16G

供電電壓：9~16VDC

A/D轉(zhuǎn)換：24位

存儲卡類型：CF，最大支持16GB

口協(xié)議支持：PakBus，Modbus，DNP3，F(xiàn)TP，HTTP，XML，POP3，SMTP， Telnet，NTCIP，NTP，SDI-12，SDM 無線傳輸：支持

可編程，通過預(yù)編譯程序，可實(shí)現(xiàn)原始數(shù)據(jù)的在線處理，具備10Hz原始數(shù)據(jù)的在線自動處理功能，能對數(shù)據(jù)進(jìn)行密度訂正、超聲溫度的水汽修正等多種處理能力

空氣溫濕度傳感器（型號HMP155A，含防輻射罩）

工作溫度：-80~60℃

工作電壓：7~28VDC

輸出信號：電壓（0~1V，0~5V，0~10V），RS-485，Pt100（4線連接）

外殼：聚碳酸酯

外殼防護(hù)等級：IP66

溫度傳感器：

傳感器類型：Pt100 RTD

量程：-80~60℃

精度（采用模擬信號輸出時）：±（0.226-0.0028×溫度）°C（-80-20°C），±（0.055+0.0057×溫度）°C（20-60°C）

相對濕度傳感器：

傳感器類型：Vaisala HUMICAP®180R

量程：0~100% RH

精度（15~25°C）：±1%（0~90% RH），±1.7%（90~100% RH）