与三维超声风速仪共同组成开路涡度相关测量系统
或作为独立的红外CO2/H2O气体分析仪
开路涡动协方差监测系统
概要
Campbell的EC150开路涡动协方差监测系统是一个独立的红外CO2/H2O气体分析仪，专为涡动相关通量测量而设计，如上图所示，其与CAST3A三维超声风速仪共同使用，这两部分组成了一套开路涡度系统同步测量CO2，H2O，空气温度，大气压力，三维风速和超声空气温度。
优点与特点
◇ 单一光路配置使其具有流线形体，将空气动力学的影响减至更小程度
◇红外气体分析仪和超声风速仪共用一套电子信号处理系统，实现同步测量
◇ 低能耗，可使用太阳能供电
◇ 无需加热，测量时温度补偿
◇低噪，精度高
◇ 最大输出频率60Hz, 20Hz带宽。
◇ 允许窗口轻度污染
◇ 窗口斜角设计，避水效果好
◇ 坚固耐用适于野外
◇ 经过综合实践，CO2，H2O，大气压和温度的出厂校准具有较宽范围
◇ 多种诊断参数
◇与Campbell数据采集器充分兼容：现场设置，配置，零点和跨度校正均可通过直接连接数据采集器完成
◇ 防雨：创新的超声信号处理和声频发射接收头吸水防雨网相结合更大地改进了降雨过程中的风速计性能
EC150 输出 | 与其相集成的CSAT3A 输出 | 附属传感器输出 |
CO2 密度 (mg/m3 ) | ux (m s-1) | 温度 (℃) |
H2O 密度 (g/m3 ) | uy (m s-1) | 气压 (kPa) |
CO2 信号强度 | uz (m s-1) | |
H2O 信号强度 | 超声温度 (℃) | |
气体分析仪运行诊断码 | 超声诊断 | |
一般性能指标a：
◇操作温度：-30℃~+50℃
◇校准压力范围：70~106 kPa
◇输入电压：10~16 Vdc
◇供电@25℃：5W (稳定状态和启动)
◇测量速率：60 Hz
◇输出带宽：5，10，12.5或20Hz；用户自定义
◇输出选项：SDM，RS-485，USB，模拟（仅CO2和H2O）
◇辅助输入：空气温度与压力
◇ EC150头和线缆重量：2.0kg(含电缆)
◇ CSAT3A头和线缆重量：1.7kg
◇ EC100电子机箱重量：3.2kg
◇ 线缆长度：3m，从EC150和CSAT3A到EC100
◇质保：3年或运行17,500小时，以先到的时间为准
气体分析仪的技术参数a,b
光路长度：15.37 cm （6.05 in）
仪器性能
| | CO2 | H2O |
精度c | 1%d | 2%d |
标准误 RMS（最大）e | 0.2mg/m3(0.15μmol/mol) | 0.004g/m3(0.006mmol/mol) |
校准范围 | 0to1,000μmol/molf | 0to72mmol/mol(38°C露点 ) |
与温度相关的零点漂移（最大） | ±0.55mg/m3/°C(±0.3μmol/mol/°C) | ±0.037g/m3/°C(±0.05mmol/mol/°C) |
与温度相关的增益漂移（最大） | ±0.1%ofreading/°C | ±0.3%ofreading/°C |
交叉灵敏度（最大） | ±1.1x10-4molCO2/molH2O | ±0.1molH2O/molCO2 |
CSAT3A的性能指标a
准确度d
静风
ux，uy：<±8.0 cm s-1
uz：<±4.0 cm s-1
斜率误差
风向量与水平面偏角在±5° <±2%测值
风向量与水平面偏角在±10° <±3%测值
风向量与水平面偏角在±20° <±6%测值
标准误RMSe
ux，uy：1mm s-1
uz：0.5 mm s-1
c：15 mm s-1 (0.025℃)
声速：从三个声频路径测得，并订正了侧向风影响。
防雨：革新的超声信号处理与安装声频发射接收头吸水防雨网相结合有效地改善了在阴雨条件下的运行质量。
气压传感器的性能指标a
| | 基本型 | 高精型 |
厂家 | FreescaleMPXAZ6115A | VaisalaPTB110 |
工作温度范围内的准确度 | ±1.5kPa(0℃~+50℃)；线性从±1.5kPa@0℃~±3.7kPa@ -30℃ | ±0.15kPa(-30℃~+50℃) |
外部温度测定传感器的性能指标a
厂家：BetaTherm 100K6A1IA
工作温度范围内的准确度：±0.15℃(-30℃~+50℃)
a 本文不能及时反应不断的改进与完善。
b 温度20℃和气压101.325 kPa 用于质量(摩尔)密度与摩尔比之间的转换。
c RMS是标准条件下的指标，标准条件：25℃，597 mg/m3 CO2密度，85 kPa，14 g/m3水密度，25 Hz频宽
d CAST3A超声风速仪的准确度指标是指在风速<30 m s-1 和风与超声风速仪指向的夹角±170°。
e RMS基于稳流，即风速不变时的测定值而计算所得。
产地：美国Campbell公司
