IRGASON 統合型 CO2 / H2O オープンパスガスアナライザと3D ソニック風速計
特許取得済みのデザイン
ガスアナライザと超音波風速計を1つのセンサに統合
気象 applications 水 applications エネルギー applications ガスフラックスと乱流 applications インフラ applications 土壌 applications

概要

Campbell ScientificのIRGASONは、オープンパスアナライザーと超音波風速計を完全に統合しています。渦相関法の炭素および水フラックス測定用に特別に設計された特許取得済みの設計は、個別のセンサーよりも設置と使用が容易で、測定精度が向上します。IRGASONは、二酸化炭素と水蒸気の絶対値、気温、気圧、3次元風速、音波気温を同時に測定します。米国特許D680455®

コロケーション測定の利点については、ポスター「オープンパスガスアナライザと超音波風速計のコロケーションによる渦相関法フラックス測定の改善」を参照してください。 

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利点と特徴

  • コンフォーマルコーティングにより、腐食環境下でも音波振動子を保護
  • 2つのセンサを別々に使用するよりも流れの歪みが少ない支持構造
  • ガス分析計と音波風速計を完全に同位置に配置することで、センサの分離による流束損失を回避
  • ガス分析計と音波風速計の測定が同期しているため、タイムラグを補正する必要がない
  • 低消費電力、太陽光発電アプリケーションに最適
  • アクティブな熱制御なしで温度補償された測定が可能
  • 低ノイズ
  • 最大出力レート60Hz、帯域幅20Hz
  • 角度のついた窓が水を排出し、窓の汚れに強い
  • 現場での耐久性
  • フィールドサービス可能
  • CO2、H2O、圧力、温度の広い範囲で、実際に使用されるすべての組み合わせで工場校正済み
  • 豊富な診断パラメータ
  • Campbell Scientific社製データロガーとの完全な互換性:現場での設定、構成、現場でのゼロとスパンは、データロガーから直接可能
  • 音波温度は3つの音響経路から決定:横風の影響を補正
  • 革新的な信号処理と変換器ウィックにより、降雨時の風速計の性能を大幅に向上

イメージ

詳細

IRGASONの出力は以下の通りです:
  • Ux (m/s)
  • Uy (m/s)
  • Uz (m/s)
  • 音波温度 (°C)
  • 音波診断
  • CO2 密度 (mg/m3)
  • H2O 密度 (g/m3)
  • ガスアナライザ診断
  • 周囲温度 (°C)
  • 大気圧 (kPa)
  • CO2 信号強度
  • H2O 信号強度
  • ソース温度 (°C)

仕様

特許 米国特許第D680455号
動作温度範囲 -30° ~ +50°C
校正圧力範囲 70 ~ 106 kPa
入力電圧範囲 10 ~ 16 Vdc
消費電力 5 W (定常状態および電源投入時)25°C
測定レート 60 Hz
出力帯域幅 5, 10, 12.5, 20 Hz (ユーザーによるプログラム設定可能)
出力オプション SDM, RS-485, USB, アナログ (CO2 及び H2O only)
補助入力 気温と気圧
保証 3年間または17,500時間の稼働 (いずれか早い方)
ケーブル長さ 3 m (10 ft) IRGASON® から EC100まで
重さ
  • 3.2 kg (7.1 lb) EC100
  • 2.8 kg (6.1 lb) IRGASON® ヘッド部、ケーブル

ガスアナライザ

パスの長さ 15.37 cm (6.05 in.)
質量密度を濃度に変換するために、温度 20°C および圧力 101.325 kPa が使用されました。

ガスアナライザ - CO2 パフォーマンス

-注意- 質量密度を濃度に変換するために、温度 20°C および圧力 101.325 kPaを使用しました。
正確度
  • 以下を前提とします。 CO2スパン濃度が400ppm、H2Oスパン露点が12℃(16.7ppt)、ゼロ/スパン温度が25℃、ゼロ/スパン圧力が84kPa、その後の測定がスパン濃度またはその付近で行われたこと、温度がゼロ/スパン温度から±6℃以内であること、周囲温度がガス分析計の動作温度範囲内であること。
  • 1% (校正残差の標準偏差)
精密RMS(最大) 0.2 mg/m3 (0.15 μmol/mol) 精度検証試験の公称条件:25℃、86 kPa、400 μmol/mol CO22、露点温度12℃、帯域幅20 Hz。
校正レンジ 0 ~ 1,000 μmol/mol (ご要望に応じて0~3,000μmol/molまで対応可能)。
温度によるゼロ・ドリフト(最大) ±0.55 mg/m3/°C (±0.3 μmol/mol/°C)
温度によるゲイン・ドリフト(最大) 読み取り値の±0.1%/°C
クロス感度(最大) ±1.1 x 10-4 mol CO2/mol H2O

ガスアナライザ - H2O パフォーマンス

-注意- 質量密度を濃度に変換するために、温度 20°C および圧力 101.325 kPaを使用しました。
正確度
  • 以下を前提とします。 CO2スパン濃度は400ppm、H2Oスパン露点は12℃(16.7ppt)、ゼロ/スパン温度は25℃、ゼロ/スパン圧力は84kPa、その後の測定はスパン濃度またはその近傍で実施、温度はゼロ/スパン温度から±6℃以内、周囲温度はガス分析計の動作温度範囲内。
  • 2% (校正残差の標準偏差)
精密RMS(最大) 0.004 g/m3 (0.006 mmol/mol)

精度検証試験の公称条件:25℃、86kPa、400μmol/mol CO2、露点温度12℃、帯域幅20Hz。
校正レンジ 0 ~ 72 mmol/mol (露点温度38)
温度によるゼロ・ドリフト(最大) ±0.037 g/m3/°C (±0.05 mmol/mol/°C)
温度によるゲイン・ドリフト(最大) 読み取り値の±0.3%/°C
クロス感度(最大) ±0.1 mol H2O/mol CO2

超音波風速計 - 正確度

-注意- 音速風速計の精度仕様は、風速<30 m s-1、風向角±170°です。
オフセットエラー
  • < ±8.0 cm s-1 (ux, uy)
  • < ±4.0 cm s-1 (uz)
  • ±0.7° 水平風速1m/s-1 (風向)
ゲインエラー
  • 読み取り値の< ±2% (風向が水平±5°以内の場合)
  • 読み取り値の< ±3% (風向が水平±10°以内の場合)
  • 読み取り値の< ±6% (風向が水平±20°以内の場合)
測定精度 RMS
  • 1 mm s-1 (ux, uy)
  • 0.5 mm s-1 (uz)
  • 0.025°C (音速温度)
  • 0.6° (風向)
音速 3つの音響経路から決定 (横風の影響を補正)
革新的な信号処理とトランスデューサーウィックにより、降雨時の風速計の性能が大幅に向上します。

基本気圧計(オプション -BB)

正確度
  • -30°C では ±3.7 kPa、0°C では ±1.5 kPa まで直線的に低下 (-30° ~ 0°C)
  • ±1.5 kPa (0° ~ 50°C)
測定レート 10 Hz

強化気圧計(オプション -EB)

メーカー Vaisala PTB110
正確度 ±0.15 kPa (-30° ~ +50°C)
測定レート 1 Hz

周囲温度

メーカー BetaTherm 100K6A1IA
正確度 ±0.15°C (-30° ~ +50°C)

互換性

注意: 以下は代表的な互換性情報を示しています。互換性のある製品や互換性のない製品をすべて網羅したリストではありません。

Data Loggers

製品 互換性 注意
CR1000 (リタイア)
CR1000X (リタイア)
CR300 (リタイア)
CR3000 (リタイア)
CR350
CR6
CR800 (リタイア)
CR850 (リタイア)

ダウンロード

EasyFlux DL for CR6OP v.2.01 (98.2 KB) 21-07-2022

CR6 datalogger program for Campbell open-path eddy-covariance systems.

更新履歴をみる

EC100 OS v.8.02 (560 KB) 14-10-2019

EC100 Operating System.

Watch the Video Tutorial: Updating the EC100 Operating System.

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ECMon v.1.6 (10.7 MB) 29-03-2016

EC100-Series Support Software.


Device Configuration Utility v.2.31 (47.0 MB) 18-12-2024

A software utility used to download operating systems and set up Campbell Scientific hardware. Also will update PakBus Graph and the Network Planner if they have been installed previously by another Campbell Scientific software package.

Supported Operating Systems:

Windows 11 or 10 (Both 32 and 64 bit)

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EasyFlux DL for CR1000XOP v.2.01 (98.2 KB) 21-07-2022

CR1000X datalogger program for Campbell open-path eddy-covariance systems.

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よくある質問

IRGASONに関するよくある質問の数: 22

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  1. Yes. A fine-wire thermocouple, such as a FW05, can be used.

  2. The EC150 and IRGASON® gas analyzer windows are polished, slanted at an angle, and coated with a hydrophobic material to prevent water from collecting on their surfaces. Wicks may also be used on the windows to promote capillary action and move water away from the window edges. Also, heaters in the snouts may be turned on to help minimize data loss because of precipitation and condensation events.

  3. The power requirement for the IRGASON® or EC150 with CSAT3A is 5 W at room temperature regardless of whether it is powering up or under steady-state operation.  At extreme cold or hot temperatures, the power requirement reaches 6 W.

  4. The factory calibration accounts for CO2 and H2O signal strengths down to 0.7. Therefore, to ensure quality data, windows should be cleaned before signal strengths drop below 0.7. 

  5. The IRGASON® has been optimized for most terrestrial applications. If the IRGASON® is to be used in a marine environment or in an environment where it is exposed to corrosive chemicals (for example, sulfur-containing compounds in viticulture), expect the sonic transducers to age more quickly and require replacement sooner than a unit deployed in an inland, chemical-free environment. If possible, mount the IRGASON® in a way that reduces exposure to saltwater spray/splash and/or corrosive chemicals.

  6. Selecting which barometer to use is the choice of the user. There is a direct correlation between the accuracy level of the barometer and its cost.

    • The basic barometer has an accuracy of ±1.5 kPa between 0° and 50°C.  Below 0°, the error increases linearly to ±3.7 kPa at -30°C.
    • The enhanced barometer offers an accuracy of ±0.15 kPa (-30° to +50°C).

    When choosing a barometer, consider the effect of pressure accuracy on flux calculations. For sensible heat flux, the barometric pressure is used to calculate the density of air, which directly scales the sensible heat flux. Therefore, if the barometric pressure measurement is off by 1%, then the sensible heat flux will be off by 1%.

    For CO2 flux, the EC150 and IRGASON® report CO2 as density. Thus, the barometric pressure is not used to directly calculate the flux. However, error in pressure measurements could cause an error in CO2 flux resulting from a CO2 span. During the span procedure, the user enters the “true CO2 value” as a CO2 concentration, which is later converted to density using the barometric pressure. Consequently, the error in CO2 measurements is directly proportional to the error in the barometric pressure measurement.

  7. The IRGASON® is an integrated open-path gas analyzer and sonic anemometer, whereas the EC150 is a separate open-path gas analyzer that may be paired with a CSAT3A sonic anemometer. Both instruments provide measurements that are synchronous or simultaneous, made possible by having one set of electronics, the EC100, controlling the execution of both gas and wind measurements. With its integrated design, the IRGASON® is able to make measurements exactly colocated, which means that a spatial correction does not need to be applied to fluxes. Unlike the IRGASON®, the EC150 has measurement volumes that have a small separation, which means a spatial correction must be applied.  

    For more detailed information, see the white paper “EC150, IRGASON, or EC155: Which CO2 and H2O Eddy-Covariance System Is Best for My Application?”   

  8. Factory recalibration is done on an as-needed basis. When diagnostic flags begin to appear and persist even after cleaning the analyzer and verifying its settings, a recalibration is needed. Additionally, if the performance of the analyzer has degraded, a recalibration is recommended.  

    One performance test is to check the absolute signal strength drift over the course of 1 year. Drift of a few percent per year is normal. If the annual signal strength drift is excessive, or if the signal strength is below 0.7 when the windows are clean, a factory recalibration is needed. Furthermore, if the ratio of the CO2 to H2O signal strength is not close to one, it may also be time for a factory recalibration. 

  9. For greatest accuracy, Campbell Scientific recommends that a zero and a span be done on the EC150 or IRGASON®. However, if a span gas is difficult to obtain, at the minimum, perform a zero on the analyzer.  Performing a zero will correct the majority of drift experienced by the analyzer. Follow the zero procedure in the analyzer’s manual for details.

  10. The frequency at which a zero/span should be done is highly dependent on site conditions; however, a monthly zero/span is a good starting point.  As a general guideline, monitor the optical drift of the instrument over time to determine how often a zero/span procedure needs to be performed. 

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