CPEC310闭路涡动(涡度协方差)通量观测系统

闭路涡度测定新技术

提供额外的端口扩展

自动零和跨度订正

功能完整

概要

CPEC310是一套完整的闭路涡动相关通量观测系统，适用于长期定位观测大气边界层中CO₂，H₂O，热和动量交换。CPEC310完整的系统组成包括EC155闭路红外CO₂/H₂O分析仪，CSAT3A三维超声风速仪，CR6数据采集器，采样泵, 三阀模块，可以全自动的为二氧化碳做零点和跨度自动订正（水为手动订正），并适配CDM-A116模拟输入扩展模块，允许接入额外的传感器。

气体分析仪配有zl涡旋进气口(美国zl号9217692)和小的样品池（5.9ml）比其他的闭路涡动系统更低的流量而同时保持了良好的频率响应（截止频率4.3Hz）。此外，与采用传统的内联过滤器相比，这个zl设计使得整套系统保持理想的频率响应的同时，几乎不需要维护。更低的流速使CPEC310的功耗是所有闭路涡动系统的总功率更低的，只有仅仅12W而已。全套的CPEC310均为美国Campbell公司生产，包括：数据采集器、用于计算和修正通量数据的EasyFlux™ DL软件，使CPEC310成为更可靠的闭路涡动系统。

优点与特点

• 可扩展、高端系统与CR6数据采集器和EasyFlux DL软件计算和校正频率最高20Hz的数据

• 采用三阀模块使CPEC310成为市场上唯一一款可以做自动零点和CO2/H2O跨度订正的闭路涡动测量系统

• 有可选的额外的端口可以接入能量平衡和大气环境传感器等

• 无论高塔或者矮塔均适用的理想系统

• 整套系统设计简单使用简便同时功能全面

详细描述

气体分析仪的小样品池体积(5.9 mL)尽可能的缩短了样品停留时间(额定流量下为50ms@7L/min)。这提供了优良的频率响应(5.8 Hz半功率带宽)和较低的总系统功率(12 W)。

涡度相关测量

CO₂和H₂O的测量采用EC155闭路气体分析仪。利用CSAT3A型三维超声风速仪测量三维风速和超声虚温。

CPEC310系统控制箱

CPEC310有两个系统控制部分：一个置于玻璃纤维防护箱内，安装有CR6数据采集器、泵模块、三阀模块和可选的CDM-A116数字式16通道扩展模块；第二个是用于数据计算处理的EC100。CPEC310还可以配备擦洗模块，用于EC155的自动归零。

CPEC310泵模块

该泵模块是CPEC310系统的一个标准部件，由一个小型双头隔膜泵和一个安装在玻璃纤维外壳内的无刷直流电机组成。泵模块与CPEC310系统控制箱通过一根整体电缆连接，CPEC310系统控制箱提供动力、温度测量与控制、压力测量与控制、泵速测量与控制。

性能指标

运行温度范围：-30℃~+50℃

输入电压范围：10.5~16.0 V 直流

运行功率：12 W（典型）

35W（最大功率@冷启动时)

系统控制箱

尺寸：54 cm x 44.5 cm x 29.7 cm

重量：15.36 kg

16.24kg（带有可选的CDM-A 116模块）

泵模块

连接口：3/8in. Swagelok^®

压力传感器测量范围：15~ 115 kPa

泵速：3 ~9 LPM (自动控制，一般设定为7 LPM)

电缆长度：3.0 m

尺寸：35.6 cm x 29.2 cm x 13.5 cm

重量：5.4 kg

三阀模块

进气模块：零基点，CO₂跨度，H₂O跨度

出气口：气体分析仪和H₂O支路

连接：1/4 in. Swagelok^®

尺寸：14.0 cm x 12.7 cm x 14.0 cm

重量：1.5 kg

擦洗模块

功率：

0W

2W(泵运行)

8W（加热功能运行）

气缸体积：每次12000px3

分子筛尺寸：1.6~2.5mm珠子

防护箱尺寸：39.4 cm x 34.3 cm x 20.3 cm

重量：9.6kg

EC155气体分析仪与CSAT3A超声风速仪

**有关EC155闭路气体分析仪和CSAT3A三维超声风速仪的详细性能指标，参阅EC155和CSAT3A 技术资料。

CPEC310是由美国Campbell Scientific Inc.（CSI）研制的一款高性能、高可靠性的科研级闭路涡动相关通量观测系统，可用于大气与生态系统之间的二氧化碳、水汽、热量和动量交换的长期监测。
       一套完整的CPEC310闭路涡动相关通量观测系统系统由一套EC155闭路气体分析仪、CSAT3A三维超声风传感器、CR6数据采集器以及其他配件和配套操作软件组成，系统高度集成，包含了使用中所必须的各种仪器及配件，能够为用户提供“交钥匙”系统，极大得方便了用户的使用。
       EC155是专为涡动相关通量观测设计的闭路气体分析仪，可同时测量二氧化碳和水汽的绝对密度，采样气室内的温度和压力，其采用5.8ml的小采样气室设计，大大减少了采样停留时间（50ms，7LPM时）。这使系统的功耗大幅降低到12W，并拥有优异的频率响应性能（5.8Hz，半功率带宽）。结合CSAT3A三维超声风传感器即可同步测量三维风速、空气温度和超声虚温。

　　作为系统控制核心的CR6数据采集器保障了整套系统的高速、稳定运行，其可将采集到的测量数据存储到CF存储卡中（最大支持16GB），亦可以有线或无线方式，通过局域网、Internet、卫星等多种途径实现数据的远距离传输，支持3G、GPRS、WiFi、微波电台等多种无线通讯方式。
涡动协方差系统，亦称涡度相关系统，是一种微气象学的测量方法，采用涡度相关原理，利用快速响应的传感器来测量大气下垫面的物质交换和能量交换，它是一种直接测定通量的标准方法，已成为近年来测定生态系统碳、水交换通量的关键技术，得到了越来越广泛的应用，并逐渐成为国际通量观测网络的主要技术。
涡动协方差系统可以测量显热通量、潜热通量、动量通量、摩擦风速，以及其它物质通量（如CO2等），主要应用在边界层理论研究、大气扩散、能量收支研究、水分及其它物质收支研究等众多领域。

系统特点
·系统集成度高，包含所需各种仪器及配件
·频率响应性能优异
·低功耗，支持多种供电方式
·可选配零点与阈值标定