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켐벨사 3차원 초음파 풍속계 CSAT3A/B가 다른 제품과 차이점이 뭔가요?

작성자
최고관리자
작성일
18-06-13 08:41
조회
113회

본문

켐벨사의 3차원 초음파 풍속계 CSAT3A나 B는 에디공분산 방법을 이용한 지표의 에너지 플럭스를 관측하기 위한 목적으로 개발되었습니다. 단순하게 3차원 바람을 측정하기 위한 다른 제품과의 차이점을 아래와 같이 비교했습니다. 비교 대상은 RM Young 사의 3차원 초음파 풍속계, 81000 모델입니다. 

 

 

 

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            < 켐벨 CSAT3B 3차원 초음파 풍속계>                                < RMY 81000 3차원 초음파 풍속계 >

 

1. 플럭스 관측시 매우 중요한 요소는 10-20Hz 로 빠짐없이 데이터를 수집할 수 있어야 한다는 것입니다. RS232, RS485 통신으로 데이터로거와 통신하는 경우에는 속도가 느려서 데이터 유실 현상이 발생합니다. 따라서, CSAT3B 와 데이터로거 사이에 고속 통신 방식인 SDM(Synchronous Device Measurement) 기능은 매우 중요합니다. 이 기능을 가지고 빠짐없이 데이터를 고속으로 기록할 수 있습니다.  특히, 지면에 가까울 수록 난류(eddy)가 작으므로 고속 측정이 이뤄져야 합니다.  81000 의 경우, SDM통신을 지원하지 않습니다. 


2. 플럭스 관측시 고속으로 바람을 측정하는 경우에, CSAT3B의 아래 내용처럼, bandpass filter(low pass filter) 기능은 바람 신호의 Aliasing(왜곡 현상) 을 없애기 위해서 매우 중요한 기능입니다. 20Hz 바람 측정시 10Hz bandpass filter 가 적용되야 합니다.  81000 의 경우 이런 기능이 없습니다. 
Filtered Output (datalogger-prompted or unprompted to PC)
  • 795 ms (with 5 Hz bandwidth filter)
  • 395 ms (with 10 Hz bandwidth filter)
  • 195 ms (with 20 Hz bandwidth filter)
  • 155 ms (with 25 Hz bandwidth filter)

3. 제품 디자인이 서로 다릅니다. CSAT3B 는 플럭스 측정 목적에 맞는 바람 측정에 영향을 최대한 주지 않기 위해서 마운트가 옆에 있는 디자인이고 81000 은 마운트가 아래에 있는 디자인 입니다. 81000 의 경우 지지대 3개가 있고 이것들이 바람 측정에 영향을 주게 됩니다. 일반적인 2차원 풍향 풍속 측정에 큰 영향은 없지만 연직 바람 측정이 중요한 플럭스 관측에서는 CSAT3B의 디자인이 바람직합니다. 

4. 정확도를 비교하면 CSAT3B 가 더 좋습니다. 특히, 연직바람 측정 정확도는 탁월합니다.    < ±8.0 cm s-1 (ux, uy), < ±4.0 cm s-1 (uz)  입니다.  이해 반해, 81000 의 경우 2차원 바람 측정의 정확도만 언급되어 있고 Accuracy: ±1% ±0.05m/s (30 m/s 이하) 입니다. 이것은 10m/s 바람이 불었을 때, 15cm/s 이하입니다. 특히, 연직 바람의 측정 정확도는 언급되어 있지 않습니다. 

5. 81000 자체는 플럭스 측정을 위해서 개발된 것이 아니므로 기본 출력 데이터도 풍향, 풍속, 고도(elevation)가 나옵니다.  내부 설정을 특별히 바꿔야 X Y Z 축 바람으로 출력이 나옵니다.  

6. CSAT3B 는 4개의 하드웨어 감시 플래그(flags) 가 있습니다. 이것은 소닉 트랜서듀서 사이의 거리가 달라지거나 물방울로 인해서 초음파가 방해를 받는 경우 즉각적인 진단 코드가 나오고 이것을 가지고 데이터로거에서 bad data 를 제외시킬 수 있습니다. 반면, 81000 의 경우에는 자세한 진단코드가 제공되지 않고 에러코드만 나오고 민감도가 떨어집니다.  

 

감사합니다.