系統(tǒng)簡介

風吹雪測量系統(tǒng)的核心組成部分是FlowCapt。FlowCapt由3個聲壓感應(yīng)部件、1個電子處理器（里面是集成電路板和處理器）及相關(guān)線纜組成。FlowCapt內(nèi)置有一個配備特殊固件程序的Campbell CR200數(shù)據(jù)采集器，用于進行SDI或外圍緩沖器（PB）的編程服務(wù)，所以它與Campbell出品的CR系列數(shù)據(jù)采集器擁有良好的兼容性，可外接入到任何一個以Campbell的CR系列數(shù)據(jù)采集器為核心組件的氣象站中。同時，該儀器能夠接到任何提供SDI接口的數(shù)據(jù)采集器上。該產(chǎn)品可應(yīng)用于雪通量的理論模型研究、雪崩預(yù)警、常規(guī)冰雪特性研究等領(lǐng)域。在15秒的采集間隔內(nèi)，F(xiàn)lowCapt采集吹雪狀況。電子接口包含了放大、過濾、數(shù)字化、線性化輸出等功能，還包含了模擬電路板，可以用于供電，放大，過濾，還擴展Flowcapt傳感器。

應(yīng)用領(lǐng)域

• 雪堆/吹雪監(jiān)測
• 質(zhì)量通量和風速測量
• 雪崩的風險評估
• 極地酷寒的氣候監(jiān)測
• 氣象和科學應(yīng)用
• 工業(yè)監(jiān)控中的應(yīng)用

工作原理

風吹雪粒子系統(tǒng)，能夠以15秒/次的頻率對風吹雪進行監(jiān)測。它采用力學-聲學耦合原理進行測量。當風吹雪粒子吹打在聲壓感應(yīng)部件（一種類似于管狀的傳感器，見下圖所示）上時，會產(chǎn)生聲壓，聲壓信號被電子處理器采集，然后電子處理器會對聲壓信號進行放大、濾波、線性化以及數(shù)字化。被數(shù)字化的信號通過RS232或SDI-12方式傳輸?shù)接脩敉饨拥臄?shù)據(jù)采集器上。同樣，摩擦風速的測量也是如此：風與聲壓感應(yīng)件之間會產(chǎn)生摩擦力，被電子處理器采集，然后轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號輸出。

技術(shù)參數(shù)

• 風速通量比例:0-70m/s
• 分辨率：10mv/0.28m/s
• 粒子通量比例:0-250g/㎡/s
• 分辨率：10mv/0.28m/s
• 供電:6-30v（9.6-16v的供電,可以輸出sdi-12的協(xié)議）
• 電流：1ma@測量，20ma@處理(3秒一個采樣)，平均>5ma，使用未調(diào)節(jié)電源增加3 ma
• 電纜：傳感器和接口之間電纜長度15米，sdi長度為60米，rs232為30米。
• 工作溫度：-40～+80℃（可選配-50～+100℃）
• 工作濕度：0-99% rh
• 尺寸：40x18x13cm (lxwxh)，含連接器
• 重量：3kg.
• 夾具：30-80mm.

安裝

接口箱子可以直接被固定在直徑30–80毫米的立桿上，如果傳感器、接口箱子，以及數(shù)據(jù)采集器不能安裝在一個相同的立桿上，傳感器安裝臂、接口盒子與數(shù)據(jù)采集器之間的接地一定要非常完好。 
1–3個可互換的flowcapt包括m10安裝臂和10米延長電纜接口箱子包含通用立桿夾具電纜聯(lián)結(jié)至數(shù)據(jù)采集器，附加的設(shè)備電纜連接接口至pc.

CF4風吹雪通量傳感器帶安裝附件型號為：FCBRA（傳感器長度1040mm，三層，高度3米垂直梯度的風吹雪指標，也可根據(jù)實際需要選擇層數(shù)，下圖為三層效果圖)

野外安裝照片展

示風吹雪系統(tǒng)組成

數(shù)據(jù)采集單元:CR300，CR800，CR1000X采集器

風吹雪傳感器：FC4

機箱太陽能供電支架等輔助設(shè)備。

用戶可根據(jù)研究需求，根據(jù)研究風吹雪的研究高度可選配分層 ，下圖為1-3層例圖（垂直高度三米）

數(shù)據(jù)采集器選配

FC4風吹雪通量傳感器

技術(shù)性能參數(shù)：

• 風速通量比例:0-70m/s
• 分辨率：10mv/0.28m/s
• 粒子通量比例:0-250g/㎡/s
• 分辨率：10mv/0.28m/s
• 供電:6-30v（9.6-16v的供電,可以輸出sdi-12的協(xié)議）
• 電流：1ma@測量，20ma@處理(3秒一個采樣)，平均>5ma，使用未調(diào)節(jié)電源增加3 ma
• 電纜：傳感器和接口之間電纜長度15米，sdi長度為60米，rs232為30米。
• 工作溫度：-40～+80℃（可選配-50～+100℃）
• 工作濕度：0-99% rh
• 尺寸：40x18x13cm (lxwxh)，含連接器
• 重量：3kg.

參考文獻

1. 鐵路沿線風吹雪災(zāi)害及其防治研究 - 高衛(wèi)東 劉明哲 魏文壽 李景賢 - 《 中國鐵道科學 》 - 2004, 25(5)
2. 風吹雪對公路交通的危害及其對策研討 - 陳曉光 李俊超 李長林 劉健 - 《 公路 》 - 2001, (6)
3. 鐵路風屏障的氣動繞流及風吹雪特性研究 - 李永樂 趙彤 劉多特 廖海黎 - 《 鐵道學報 》 - 2015, (6)
4. 黑龍江省公路雪冰基本特征與災(zāi)害防治對策 - 周石硚 成田英器 小林俊一 - 《 自然災(zāi)害學報 》 - 2005, 14(3)
5. 偏斜風對地物周邊空間吹雪及積雪形成的影響 - 劉多特 李永樂 汪斌 - 《 西南交通大學學報 》 - 2016, 51(6)
6. 風吹雪數(shù)值模擬的兩方程模型方法 - 周晅毅 李雪峰 顧明 張艷萍 - 《 空氣動力學學報 》 - 2012, 30(5)
7. 路堤風吹雪災(zāi)害流場分析 - 王向陽 - 《 鐵道工程學報 》 - 2009, (8)
8. 新疆精(河)-伊(寧)鐵路沿線雪害形成機制及其防治工程措施 - 高衛(wèi)東 劉明哲 魏文壽 徐貴青 - 《 山地學報 》 - 2005, 23(1)
9. 影響草原牧區(qū)公路風吹雪雪害的因素分析 - 魏江生 張貴平 董智 左和君 - 《 公路 》 - 2005, (8)
10. 路塹風吹雪的觀測與研究 - 王向陽 - 《 鐵道工程學報 》 - 2012, (4)
11. 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的公路風吹雪雪深預(yù)測模型 - 夏才初 周開方 程怡 徐冬英 - 《 同濟大學學報（自然科學版） 》 - 2017, 45(5)
12. 鐵路路塹擋雪墻設(shè)計參數(shù)優(yōu)化數(shù)值模擬 - 蘇國平 蔣富強 - 《 鐵道標準設(shè)計 》 - 2017, 61(2)
13. 冰雪升華測算結(jié)果及影響因素研究進展 - 郭淑海 陳仁升 韓春壇 劉國華 宋耀選 陽勇 劉章文 劉俊峰 - 《 地球科學進展 》 - 2017, 32(11)
14. 錫林浩特草原小葉錦雞兒灌叢的阻雪能力及其對積雪形態(tài)的影響 - 閆敏 左合君 董智 劉寶河 王嫣嬌 魏翔鴻 李鋼鐵 - 《 應(yīng)用生態(tài)學報 》 - 2018, 29(2)
15. 建筑屋蓋表面及其周圍積雪分布研究 - 徐楓 周高照 肖儀清 歐進萍 - 《 振動與沖擊 》 - 2018, 37(13)
16. 土壤起塵懸浮顆粒物中鉛賦存特性模擬 - 王巖 代群威 黃雪菊 黃云碧 閔世杰 - 《 環(huán)境科學研究 》 - 2018, 31(1)
17. 荷載標準值與分項系數(shù)的分析 - 邸小壇 紀鵬遠 曾兵 - 《 四川建筑科學研究 》 - 2017, 43(1)
18. 基于模糊綜合評價法的公路風吹雪危險度評價 - 吳鵬 陳發(fā)明 劉健 馬磊 劉蘭 胡智軒 - 《 安全與環(huán)境學報 》 - 2017, 17(6)
19.