高空二氧化碳水汽探測系統

無人機渦動測量系統載重儀器已經發展為18-28公斤以上，該系統用于測量動量通量以及潛熱通量,和大氣輻射熱量通量邊界層(ABL)和下面的地形。系統含括快速響應的空氣溫濕度探頭，開路渦動系統，短波和長波輻射計可測定凈輻射、地表溫度和反照率。無人機飛行垂直安裝時需形成于允許直接測量中的通量的重要要素（垂直風速）的間隙,另外可選配機載高分辨率可見光和紅外視頻和激光測高,同時觀察表面形貌或海洋表面波。飛行海拔較低時可配置GPS進行定位，另外可共用無人機上姿態校準設備或單獨搭載姿態儀校準設備。

實例歷程：飛行測試儀器的BAE系統公司的C1無人機在陸地上進行了無人機渦動飛行測試。2011年1月麥克米蘭機場(羅伯茨,加州)。同樣的飛行測試儀器的波音Insitu公司“掃描鷹"無人機無人機進行水面中心。2012年4月,達利部門(達利,維吉尼亞),**個已知的測量水蒸氣,熱,和動量通量是由低空(到30米) 波多馬克河附近。本研究提出了一個從飛行測試潛在應用近地層以及(海洋)大氣邊界層研究系統。

系統構建：

主要產品介紹：

數據采集器：

1.*運行頻率：*大1000Hz

2.模擬電壓范圍：±5V

3.模擬電壓單端通道數量：不小于12個

4.操作溫度：-55℃～85℃

5.*A/D 轉換位：24位

6.*功耗：休眠時≤1mA；1Hz工作狀態時≤3mA

7.模擬量測量精度：±（0.04%讀數+偏移量）

8.通訊方式：RS-232、RS-485，SDM，SDI-12

9.*配2張16GB存儲卡

10.需帶有 Ethernet 網絡接口

11.內存: 4MB，可通過MicroSD卡擴展16GB

12.工作溫度: -40~70℃（標準），-55℃~85℃（擴展）

渦動通量傳感器

1.工作頻率、溫度與功率

1.1.工作頻率：≥10Hz；

1.1.工作環境溫度：-30℃～+50℃；

1.1.整機運行功率：4～13W；

2.三維超聲風速測量性能：

2.1風速量程：0～65m/s

2.2風速分辨率：Ux≤1mm/s，Uy≤1mm/s，Uz≤0.5mm/s

2.3測量頻率：可編程1～100HZ

2.4聲速：能從三個聲頻路徑測得，并訂正了交叉風的影響

2.5*材質：金屬

3.二氧化碳（CO2）測量性能：

3.1量程：0～1000 μmol/mol（標準）

（0～3000 μmol/mol可定制）

3.2準確度：≤1%

3.3增益漂移：≤0.1%/℃

3.4零點漂移（溫度）：-0.5～+0.5(μmol/mol)/℃

4.水汽（H2O）測量性能：

4.1量程：0～72mmol/mol

4.2準確度：≤2%

4.3增益漂移：≤0.3%/℃

4.4零點漂移（溫度）：-0.06～+0.06(mmol/mol)/℃

空氣溫濕度傳感器

1.溫度測量性能

1.1溫度測量范圍：-80～+60℃

1.2*溫度精度（-20～+60℃的測量范圍內）：

±（0.055+0.0057*讀數）℃

2.濕度測量性能

2.1濕度測量范圍：0.8-99%RH，非冷凝環境

2.2*濕度精度（-20～+40℃的測量范圍內）：

±（1+0.008*讀數）%RH

3.傳感器電纜長度：≥25m

4.每個傳感器配1個防輻射罩

四分量凈輻射傳感器

1.測量性能

1.1輸出：4個輸出，分別是向上的短波、向下的短波以及向上的長波和向下的長波

1.2光譜范圍：短波300～2800nm ；長波4.5～42μm

1.3靈敏度：5～20μV/W/m2（短波） ；5～15μV/W/m2（長波）

1.4*響應時間：≤18s（95%）

1.5非線性誤差：<1%

2.物理特性

2.1工作環境：-40～80℃，0～99%RH

2.2傳感器電纜長度：≥25米

系統數據校驗公式：

由于無人機飛行速度對溫度測量造成加熱效應，利用校正公式代入校準(Lenschow 1986;Khelifet al . 1999年)

四分量輻射表超聲虛溫校正：

極坐標方程校驗：

風矢量校驗：

優良風矢量旋轉相對風校驗：

數據對比實驗：

數據質量比對分析：

軟 件：，支持編程、通訊，以及數據采集器與PC之間的數據下載。