【技术特点】-- 海洋生态气象站TOEWS

    建设AOEWS型海洋生态气象监测站有四个目标，集中在生态系统、气候、气象、水、商业和运输方面:标准的海洋气象观测站主要负责追踪飓风的管理局飞机保证资源的可持续利用，从人类和自然双方平衡对沿海和海洋生态系统的利用； 了解气候的变化，包括全球气候的变化和厄尔尼诺现象，保证我们可以计划采取适当的对策； 提供气象和水循环预报的数据，包括风暴、干旱和洪水的数据； 提供气候、气象和生态系统的信息，保证个人和商业运输安全、有效和不能破坏环境。

    海洋生态系统将受到海平面上升、温度上升、二氧化碳浓度增加、紫外线增多、风暴和巨浪等气候条件变化的影响而变化。为此气象部门针对热带海岸线建立生态气象监测站，有目的地开展气象条件驱动的生态气象监测，大力加强技术开发，逐步提高生态气象业务服务能力和水平。

产品简单介绍

传感器部分

RM Young 05106系列风速风向传感器

05106型是专门为海洋环境设计的增强型风速风向传感器，能够适应海洋上高湿度、高盐度、高腐蚀性的环境。同时它对强沙尘环境也拥有良好的适应性，拥有比同类型其他产品更高的使用寿命。05106如需采用0~5VDC输出需加装05603C模块，采用4~20mA输出时需加装05631C模块。09101型支持串行输出。05103-45型是专为高山型气候而开发的，具有防冰霜涂层，适合在高原地区的恶劣环境下使用。05305则是专门为空气质量监测研制的风速风向传感器，采用轻质碳纤维热塑性塑料，它的精度更高，反应时间更短。

螺旋桨式风传感器 BL-XFY

   具有抗强阵风、耐海洋性气候、测风范围宽、动态特性好、轻便等特点。可广泛的应用在海洋站、平台、舰船、浮标上测风。

特点：抗强阵风、耐海洋性气候、测风范围宽、动态特性好、轻便。

使用方法：将风速风向传感器安装到风杆上，接好信号输出电缆后，与数据采集器相连，既可以使用。

034B 风速风向传感器

MetOne公司的034B风速风向传感器将风杯与风向标整合为一体，减少了体积的同时也降低了二者之间的相互影响，保证了测量数据能如实反映当前的风力状况。034B精度高、反应灵敏，铝合金和不锈钢的应用，结合优秀的结构设计，使其具有环境适应性强、经久耐用的特点，能够在绝大多数气象条件下正常、可靠地工作。该产品结构简单，便于安装，维护简便，是一款性价比很高的产品。

41342温度传感器/41382温度相对湿度传感器

美国RM Young出品的41342铂电阻温度传感器可提供精确的温度测量。它有三种可选的输出方式：4线铂电阻, 0~1V电压输出以及4～20mA电流输出。探头可以很容易安装在R.M. Young出品的多层自然通风防辐射罩或强制通风防辐射罩内。

41382温度相对湿度传感器在41342温度传感器的基础上增加了电容式湿度传感器，可提供0~1VDC和4~20mA两种信号输出方式。

RM Young 61302大气压力传感器

RM Young 61302大气压力传感器为您提供无与伦比的性能，其使用具有极大的灵活性。改型大气压力传感器拥有两种配置，61302L具备4～20mA电流输出，61302V则提供了0～5VDC输出模式。两种配置都支持模拟信号输出和串行输出。建议用户在户外使用该型号大气压力传感器时，为其配备61360型防水外壳和61002型压力端口。

52202/52203翻斗式雨量筒

R.M.Young公司出品的52202/52203雨量筒采用机械式磁簧开关翻斗来对降雨量进行测量。产品简单可靠，符合世界气象组织（WMO）的规范标准。经过特殊设计的外形结构能够适应短时间内的强降雨，并可减少外界污染和测量误差。雨量筒壳体采用热塑性塑料制作，可最大程度地发挥仪器的性能和价值。内置的校平螺栓和中心调平装置使得在野外也可以轻松准确地安装、调试仪器。测得的降雨通过采集管排出以确定总的降雨量。

52202型自带加热功能，可在低温环境下正常工作。52203型则不带加热器，只能用于温度适中的环境条件下。

CMP系列短波辐射传感器

CMP系列短波辐射传感器包括CMP3、CMP6、CMP11、CMP21、CMP22共五种型号，能够满足从日常一般应用到专业级科学研究的需要。

CMP3是CMP系列的“入门级”产品，它体积小巧、重量轻、安装简便，优质的4mm保护罩和全密封设计使其内部的热电偶能够避免外部环境的影响，并且能够在水下正常工作。CMP6与CMP3类似，但拥有更高的热容和双层保护罩。CMP11则拥有质量更高的玻璃罩以及重新设计的具备温度补偿的探测器，具备更快的相应速度、更高的精度，能满足更高级别应用到要求。

NR01/RA01净辐射传感器

Hukseflux公司的NR01是由4个辐射传感器（2个短波辐射传感器和2个长波辐射传感器）组成的净辐射传感器，主要用于科研级的能量平衡研究。仪器分为短波测量和远红外长波测量两部分，用于监测地球表面辐射的四个独立的成分。使用热电堆传感器，为无源工作方式。输出的四个小电压对应于长波、短波的入射量和反射量。

与以往的净辐射传感器相比，NR01的性能得到大幅提升，具有更高的精度，而体积则更加小巧，重量减轻。长波辐射传感器中可选配一个PT100温度传感器，用于测量内部温度，以进行温度修正。为了防止凝露、霜降对观测产生的不利影响，NR01还内置了加热装置，为长波辐射传感器进行加热，使其在低温等恶劣环境下也能正常工作。

RA01是NR01的简化型号，配备2个辐射计的净辐射传感器。通过对SW反照率和表面温度的估算，RA01也可以用来估算净辐射量。可监测地球表面辐射的两个独立的成分。它使用热电堆传感器，为无源工作方式。输出的两个小电压对应于长波、短波的入射量。

OTT Parsivel2雨滴谱仪

OTT Parsivel2是一种基于消光原理的新型光学雨滴谱仪，可以精确而可靠地测量距地表1米以上（其他高度可根据实际需要进行定制）的各种降水类型，如毛毛雨、小雨、冰雹、降雪及混合降水等。同时，通过它还可以得到雷达发射率、能见度和降水动能等指标，获得的数据通过通讯线缆传到数据采集器或PC机上。

OTT Parsivel2通过探测头向水平方向发射红外激光，通过大气后聚集在接收端的光电二极管上，当降水粒子下降通过测量区域时，光电二极管接收到的激光强度会发生变化，数字信号处理器（DSP）便会通过这种变化计算出粒子的大小、速率和种类。其测量间隔可在10秒至1小时之间根据需要自行设定。

超强的测量性能，精密的防水设计以及简便的操作，使OTT Parsivel2成为在无人职守或维护困难的环境下实现测量的理想选择。目前，它以在包括美国航空航天局（NASA）、华盛顿大学、英国气象局（Met Office UK）、日本宇宙航空开发机构在内的世界各地得到广泛应用。

特点

u 性能优异：测量每粒降水的大小和速度，计算得出所需的气象参数

u 不需维护：无移动部件或收集桶，不需定期维护

u 可靠稳定：连接准确的降水数据，配有完整的过压保护装置

u 经济性好：功耗低，探头加热可分别独立控制

u 设计优秀：坚固的铝制外壳和测量头对称式设计防止激光方向偏移

u 通讯灵活：标配RS485、SDI-12、USB和脉冲接口，可连接数据采集器，接入自动气象站或直连电脑

应用领域

ü 气象研究

ü 实时天气测量

ü 道路交通监控

ü 洪水预警

ü 雷达校准

ü 水文地理研究，如地表侵蚀

NWD-10 能见度传感器

能见度仪提供与气象能见度相关的测量，传感器是基于气溶胶前散射原理而设计的，是继透射式能见度仪发展起来的新一代气象能见度监测设备。传感器可广泛用于气象台站、远程自动气象站以及机场、高速公路、航道、大型舰船等交通运输部门。

能见度仪由光发射器、光接收器及微处理控制器等主要部件组成。发射器发射红外脉冲光，接收器同时检测大气中气溶胶粒子前向散射的脉冲光强度，所有测量信息由微处理控制器搜集并通过专门的数学模型算法转化为气象光学视程Meteorological Optical Range（MOR）。

能见度仪需要一个12DC的电源和一个三线RS－232/RS-485通讯线缆。仪器将气象能见度数值和状态信息通过通讯接口发送到监控中心的上位机。

能见度仪提供多组内置命令用于配置系统参数和控制系统多种功能。在组装和维护过程中，需要一个显示终端来检查系统参数，并可能用来更改参数值。

LI190SB光量子传感器

LI190SB光量子传感器采用硅光电子探头，可以精确测量自然光或人造光的光量子通量密度（Photosynthetic Photon Flux Density，PPFD）。PPFD是指范围在波长在400~700nm范围内的单位面积上单位时间内的光量子数量。LI190SB对于测量植物生长室和温室内的PAR是非常理想的传感器。由于PPFD所描述的是光合作用活动情况，所以LI190SB对植物温室栽培是理想的传感器，可有效监测温室采光情况。

LI190SB还可以通过CWS900系列无线传感器接口接入无线传感器测量网络，实现测量数据的数字化无线传输。

主要技术参数

校准：±5%溯源到NIST（美国国家标准技术研究院）

灵敏度：通常为5μA/1000μmol/s/m2

线性：最大偏差可达1%（10000μmol/s/ m2时）

分流电阻：±15%（0.1~1.7W/m2/k）

稳定性：<±2%

响应时间：10μs

光谱波长：400~700nm

传感器类型：高稳定性硅光电子探头

工作环境：-40℃~65℃，0~100% RH

尺寸：高63.5px，直径59.5px

重量：28g

PQS 1光合有效辐射传感器

PQS 1是Kipp & Zonen专为高精度光合有效辐射（PAR）测量而研发的光量子传感器，它可以在室内或野外环境下对（400~700）nm±4nm的光合有效辐射进行持续、准确地测量，是进行作物生长研究的理想选择，其配备的扩散器具备良好的方向（余弦）响应且易于清洁维护。

在园艺种植业中，为优化温室中作物的生长时间和品质，需要对温室内的光照进行精准、细微的控制，为此就需要对温室中的自然光源和人工光源的光合有效辐射水平进行连续监测。

在林业研究应用中，光合有效辐射量是一个非常关键的研究要素。PQS 1可以对冠层以上、中、下的植物生理及叶片的光合有效辐射情况进行监测。而在农业种植领域，则可以通过测量作物生长环境中的光合有效辐射量来预测增长率和作物产量。

PQS 1光量子传感器内置水平泡，方便安装时进行调平操作，以保证其在工作时能获得更准确、可靠的数据。同时，两个PQS 1还可以采用“背靠背”的方式安装在一起，形成一个简单的光合有效辐射反照率测量仪（PAR albedometer）。此外，您还可以为其配备METEON手持式数据采集与显示仪，用于现场测量，实时掌握测量数据。该产品标配5米电缆，用户也可以根据实际需要选配15米的电缆线。

CUV5宽波段紫外辐射传感器

Kipp&Zonen CUV5宽波段紫外辐射传感器是原CUV4的升级型号，主要应用于气象观测、材料测试、照明监测以及用太阳模拟器进行的老化实验等领域。CUV5在继承原CUV4高品质的基础之上，改进了玻璃保护罩，采用了对UVB具有更好穿透性的材料制作，并进一步提高了灵敏度（尤其是小于300nm的波长）。高品质的保护罩和散射器为CUV5提供了优异的方向灵敏度，传感器能够以坐标曲线的方式直观显示测量数据。全密封的防水设计既使其能够在各种恶劣环境下正常工作，也使仪器的安装、维护工作变得十分方便。CUV5标配10米电缆，同时，您也可以根据需要选配25米或50米的电缆。需要用户注意到是，CUV5并不适合于测量某一特定波长的紫外辐射，如UV-A、UV-B、UV-E等。如需对这些特定紫外辐射进行测量，我们推荐您选用Kipp&Zonen的UVS系列紫外辐射传感器。

CS475/CS476/CS477雷达式水位传感器

CS47X系列是Campbell最新推出的脉冲雷达式水位传感器，通过向目标发射短微波脉冲，并测量该脉冲的返回时间，从而计算出水位，可广泛应用于江河、湖波、海洋潮汐和水库等地的水位监测。

该系列产品依据不同的量程和精度，划分为三种具体型号。CS475的最大量程为20m，精度为±5mm；CS476的最大量程为30m，精度为±3mm；CS477的最大量程达到70m，精度为15mm。

该雷达式水位传感器采用标准的数字式SDI-12输出接口，能够与包括Campbell的CR系列数据采集器在内的各种数据采集、记录设备连接，具有良好的兼容性。

您还可以根据实际需要为该雷达式水位传感器选配25618型水平调节器，以保证测量数据的准确性。25626型调试/显示模块则能够帮助您轻松完成对传感器的故障诊断测试和修改设置工作。

特点：

u 可适用于高腐蚀性、高污染的环境

u 低维护——无可拆除部件，有效降低维护时间和成本

u 兼容Campbell公司的各种数据采集器

u 无需重新校准

u 低能耗

u 工作温度范围宽（-40℃~+80℃），有着良好的环境适应性

CS410浮子式水位传感器

CS410是一款由Campbell公司生产的轴编码器设计的水位测量传感器。浮子上的转轮和配重装置随着水位的上升或下降而转动，编码器将产生的这两个脉冲串发送至数据采集器。数据采集器记录该脉冲串，并通过顺时钟旋转的总量来计算水位的变化。编码器的分辨率为100计数脉冲/杆轴，因此周长1英尺的转轮的分辨率为0.01英尺。一个完整的系统需要一个浮子，转轮，漂浮带或浮子线，挂钩，配重和一个数据采集器。

Campbell CS470/CS471通过空气气泡原理来测量液位，通常用来测量地下水和地表水水位，但也可以测量其他的液位。CS470和CS471的差别主要在于精度不同。CS470是标准精度型号，其精度为±6mm (±0.02ft)；CS471则拥有更高的精度，其精度达到±3mm（0~5m）；±0.065%读数（5~10m范围内）；或者±6mm（10~15m范围内）。

该水位传感器通过活塞泵产生的压缩气体，由测量管进入被测量的水中，测量管产生的压力和气泡室上的水柱产生的压力是直接成一定比例的，传感器相继测量大气的压力和气泡压力，通过这两个信号间的差异，计算出气泡室上面的水位。

除了气泡传感器以外，系统还含有测量管、气泡室、供电电源，以及数据采集器，Campbell公司提供这些传感器的测量管和气泡室。

特点

u通过相对测量来提供无漂移测量和偏离补偿

u带自清洗功能，可清洗测量管和气泡室内的细微污染污垢

u支持三种通讯方式： SDI-12，4~20mA或 RS-485 

CS547A电导率和温度传感器

CS547A用于测量水体的温度、电导率和总溶解固体。它可适合于地表水测量，实验室和工业应用。当用其测量地下水时，需要通过线缆为其添加配重，以使其能够完全浸没在水中。它具有易清洁，抗腐蚀性强的优点，探头的安装与拆卸都十分简便。

当CS547A和数据采集器直接连接时，需要添加一个A547电导率接口。当有多个CS547A需组合使用时，可通过AM16/32B扩展板和一个A547电导率接口来实现。CS547A不兼容CR200系列数据采集器。

特点

u 测量淡水电导率的最佳传感器

u 热敏电阻测量温度

u 需要A547电导率接口

CS511溶解氧传感器

CS511是一款坚固耐用、维护量低的溶解氧传感器，其内置了一个自偏振原电池，该电池可以把当前测量的介质的溶氧总数量转换为毫伏级输出信号。氧气扩散到阴极隔膜上，然后就会产生一个化学反应。化学反应就会产生一个电流，然后再通过电阻把电流信号转换为电压信号。传感器内部有一个热敏电阻，可提供自动温度补偿。该传感器与CSI的数据采集器具有良好的兼容性。此外，CS511还可以通过CWS900系列无线传感器接口接入无线传感器测量网络，实现测量数据的数字化无线传输。

CS526 pH值传感器

Campbell Scientific. Inc的CS526 PH探头可以提供可靠、精确的PH值测量。适用于水或半固态容液。它可以被浸没或插入到水箱，管路或者开放的河道中。探头输出串行TTL信号，代表1~14的PH值范围。

CS526 pH计采用具有先进水平的场效应晶体管技术（Ion-sensitive field-effect transistor，ISFET），内置了一个镀银/氯化银-氯化钾参比系统。ISFET技术是当前最先进的pH值检测技术，能够有效降低极端pH条件下的酸性或碱性测量误差，这使得CS526可以在含有腐蚀性化学品、生物制剂的水体环境中正常工作，而这是传统的玻璃材料的pH探头所无法实现的。

特点

u 采用创新性设计的ISFET技术，可用于极端pH环境下

u 全密封设计，易清洗，有效防止积垢、污染

u 比传统的玻璃制pH传感器更耐磨，适合于野外的长期观测

u 设计优良，制作精湛，环境适应性强

u 与Campbell的数据采集器有良好兼容性

u 每个探头经过单独出厂测试

u 符合ISO9001标准，兼容CE标准

u 具备全温度补偿功能

OBS300 浊度传感器

通过运用OBS®技术，OBS300传感器能够测量浊度达到4000NTUs的悬浮物。传感器是通过向水中发射近红外光，然后接收由悬浮颗粒反射会的光来进行测量工作的。

OBS300是一型能够完全浸入水中的传感器。凭借着优质的不锈钢筒体，它能够在500m深的淡水环境中正常工作。当配备钛合金筒体后，它甚至能够应用于1500m深的淡水或海水中。

与OBS3+将光学探测窗口置于筒体侧面不同，OBS300将光学探测窗口置于筒体的底部，从而能消除位于筒体周围的遮挡物对探测产生的不利影响。

特点

u 经实际检验的紧凑型、低耗电量探头

u 能广泛应用于淡水和海水中（在海水中应用时需配备钛合金筒体）

u 兼容Campbell公司出品的各种数据采集器

u 含一个整体式的电压钳，可选配4~20mA电流环

u 配备MCBH-5-FS防水插头连接器，拥有多种长度的电缆供您选择

u 能够提供可选择的5个点的沉积标定（需将干燥后的水沉积物送往CSI公司进行标定）

应用领域

ü 江河溪流监测

ü 挖掘与采矿监测

ü 控制沉淀槽和大体积容器的水质

ü 沉积物流送研究

ü 实验室测量

数据采集器

   采集器是观测站的核心，它由硬件系统和采集软件系统两部分构成。硬件部分由高稳定性电源，嵌入式处理器，大容量数据存储器，高精度时钟电路，高精度模数转换电路，以及多路数字及模拟传感器接口，通讯接口，指示灯电路等多种电路模块构成；采集软件系统包含采集模块，通讯模块，时钟模块，存储模块，数据处理模块，指令响应模块等多种功能模块。广泛应用于气象、交通、环保、机场、农林、水文、工农业生产、旅游、城市环境监测、仓储、科学研究.新能源等领域。

CR1000数据采集器

CR1000数据采集器是Campbell数据采集器里面性价比最高的一款。它提供传感器的测量、时间设置、数据压缩、数据和程序的储存以及控制功能，由一个测量控制模块和一个配线盘组成，具有强大的网络通讯能力。

CR1000数据采集器的扫描速率能够达到100Hz，拥有模拟输入、脉冲计数、电压激发转换、数字等多个端口，外围接口有CS I/O、RS-232以及SDM等，采用12VDC外接可充电电池供电。对于低温的环境，用户还可以选择低温型的CR1000-XT数据采集器。

CR1000所具有的高精度性、高适应性、高可靠性以及合理的价格等特点，使其成为科研、商业与工业系统应用的理想选择。目前，CR1000数据采集器已在气象观测、农业研究、土壤水分研究、风力观测、道路气象站、工业产品测试、通量观测、涡动协方差系统等众多领域得到了广泛应用

标准的CR1000数据采集器包含4M的数据和程序存储空间，可通过外接存储模块和CF存储卡来实现16G大容量数据存储。数据和程序保存在非失意性闪存和内存里。锂电池装在内存和实时时钟上。当首选电池（BPALK，PS100）电压降至9.6V以下时，CR1000也能够延缓执行操作，从而减少不准确测量的可能性。CR1000可以通过外围设备扩展从而形成一个数据采集系统。很多CR1000系统可以构建一个网络从而形成当地或整个地区的监测网络。

特点

u 内部温度补偿，实时时钟，超时和温度变化实时校准

u 数据以表格形式存储

u 具有强大的网络通讯能力

u 采用气体放电管（Gas Discharge Tube，GDT）保护数据输入

u 软件支持：LoggerNet3.4/4.0，PC4001.2,或者ShortCut2.2

u 配备内部锂电池支持SRAM存储和时钟以确保数据、程序和精确的时间

u 支持多种扩展配件，使用方便

u CSI/O和RS-232串行接口

u 支持PakBus、Modbus、DNP3、TCP/IP、FTP和SMTP协议、SDI-12协议和SDM设备

【技术特点对用户带来的好处】-- 海洋生态气象站TOEWS

【典型应用举例】-- 海洋生态气象站TOEWS