CSAT3C 传承三十余年经野外实践验证的超声风速仪性能,即便在严苛的环境下,也能提供可靠的三维风通量测量。CSAT3 于 1995 年推出,其针对涡动相关(eddy-covariance)应用优化的非正交设计,为湍流通量测量树立了行业标准。此后每一代产品都基于真实野外反馈持续演进,包括 CSAT3B 所采用的集成式电子设计。
如今,CSAT3C 以面向严苛条件加固的设计,将这一技术传承推向新的高度。
在延续值得信赖的测量几何结构与第 5 版算法的同时,CSAT3C 带来了切实的耐用性与易用性提升,包括改进的涂层、防尘防水密封连接器以及简化的安装方式。
该仪器可提供三维风速(Ux、Uy、Uz)与声学温度(Ts)测量,输出频率高达100Hz。即便在降水及强风条件下,依然是长期精准监测三维风速与风向的可靠之选。
优势与特性
经野外验证的设计,有效降低气流畸变
支持高频率输出,可捕捉快速变化的湍流状态
单电缆设计,安装更简单便捷
第 5 版数据输出算法,融合了第 3 版的信号灵敏度与第 4 版的降水环境表现
无需额外加装传感器,即可提供更多诊断信息
在线横风修正,实时提升数据精度
可选 Kaimal 修正,进一步优化通量测量
开放式输出,可直连非 Campbell Scientific 品牌的数据采集器与计算机,无需专用硬件
详细说明
降低气流畸变
CSAT3 系列的非正交、经野外验证的空气动力学设计,已被 100 余篇同行评审研究论文引用。CSAT3C 延续了这一旨在极大限度减少气流畸变的设计。
运行可靠
CSAT3C 采用了升级的换能器涂层与密封连接器。
快速变化条件的测量
CSAT3C 可提供高达 100 Hz 的输出,并配有可选带宽滤波器,以实现精准的通量测量,因此非常适合湍流与涡动相关(eddy-covariance)研究。
安装简便
CPIP 电缆将供电与通信集成于一根线缆之中。Campbell Scientific 未来所有 微测传感器都将统一采用该标准,以消除现场布设的复杂性与接线错误。
更多诊断信息
凭借内置倾角仪以及内部温度、相对湿度测量功能,CSAT3C 可为数据与系统状态监测提供更多辅助信息。
提升数据精度
CSAT3C 会自动对声速与声学温度的测量值进行修正,从而免去额外的后处理工作。
优化通量测量
可选的 Kaimal 修正会考虑换能器直径与声波路径长度,从而降低由该传感器几何结构所特有的气流畸变影响。
兼容性
CPI 模式可在复杂拓扑结构下实现所有传感器测量的同步。
RS-485 ASCII 模式具备 100 Hz 自主输出、可选带宽滤波器以及长距离电缆传输下的高抗噪能力,可直接接入第三方数据采集系统。
CSAT3C升级改动总结:
1. 单电缆架构
CSAT3B 需要电源线与信号线两根线;CSAT3C 仅用一根同时承载供电与 CPI/RS-485 通信。未来所有微测传感器都将统一采用该标准,以消除现场布设的复杂性与接线错误。备件和布线未来将标准化。
2. 连接器密封等级实打实提升
CSAT3C 采用四分之一圈锁紧的防水密封连接器,插合与未插合状态都维持整体防水等级为IP67。CSAT3B 靠 M16 螺纹拧紧、未用端口必须拧上防护帽,现场漏拧就是进水风险。
3. 换能器涂层升级
经 UV 测试的新型防腐涂层,专门针对富硫环境(农田、湿地、海岸站点)做了优化。
4. RS-485 自主输出增加 1 Hz 档:CSAT3B 为 10/20/50/100 Hz,CSAT3C 为 1/10/20/50/100 Hz。
规格参数
测量描述:极高品质的风速与风向测量
传感器类型:三维超声风速仪
工作温度范围:-40℃~﹢50℃
测量路径长度:10.0cm(垂直方向);5.8cm(水平方向)
传感器测定路径与水平面的夹角:60°
风速全量程范围:±65m/s
声学温度分辨率:±0.002℃ RMS(25℃时)
声学温度报告范围:-40℃~﹢50℃
防护等级:IP67
合规认证:RCM;CE/RoHS2
声波收发传感器的直径:0.64cm
传感器安装臂的直径:0.84cm
支撑臂直径:1.59cm
风速计尺寸大小: 63.1(长) X 12.3(宽)X 43.3cm(高)
风速计头部重量:1.9kg
测量速率
数据采集器触发:1~100Hz
自动输出(至PC机):1Hz,10Hz,20Hz,50Hz或100Hz
内部自触发频率:100Hz
测量延时
数据采集器触发(无过滤):1个触发间隔(1个扫描间隔)
自动输出(无过滤):10ms
过滤输出(数据采集器触发或自动输出): 795ms (@5Hz带宽过滤);395ms (@10Hz带宽过滤);195ms (@20Hz带宽过滤);155ms (@25Hz带宽过滤)
内部监测测量
更新速率:2Hz
倾角测量精度:±1°
相对湿度精度:±3%(@ 10~90%RH)
电路板温度精度:±2℃
供电要求
供电电压:10.5~32Vdc
电 流:10Hz测量频率:110 mA@ 12Vdc;65 mA@ 24Vdc
100Hz测量频率:145 mA@ 12Vdc;80 mA@ 24Vdc
风速测量范围与精度
风速范围:±65m/s
风速精度:(-40℃~﹢50℃;风速<30m/s;风夹角在±170°之间)
偏移误差:<±8.0cm/s(Ux,Uy), <±4.0cm/s(Uz)
增益误差:<±2%测量值(风向量与水平面夹角在±5°)
<±3%测量值(风向量与水平面夹角在±10°)
<±6%测量值(风向量与水平面夹角在±20°)
测量分辨率
风速分辨率:1.0mm/s RMS(Ux, Uy); 0.5mm/s RMS(Uz)
CPI(用于通过数据采集器来采集数据应用)
波 特 率:50kbps~1 Mbps
电缆长度:极长122m(@250 kbps);极长853m(@50 kbps);极长15m(@1Mbps)
地址范围:1~120
总线时钟/每个采样:≈300
RS-485 (用于风速仪配置或基于PC机来数据采集)
波 特 率:9.6kbps~115.2 kbps
电缆长度:极长305m(@ 115.2 kbps);极长610m(@9.6 kbps)
总线时钟/每个采样:≈500(ASCII 格式)
USB(用于风速仪配置或基于PC机来数据采集)
连接速度:USB2.0 全速12Mbps
电缆长度:极长5米