Оптический спектрометр CAPS-DPOL

для исследований и разработокдля анализа окружающей средыв режиме реального времени

Обзор
CAPS-DPOL — это многофункциональный исследовательский облачный спектрометр, объединяющий три зонда Droplet (Cloud Imaging Probe — CIP, Cloud and Aerosol Spectrometer with Depolarization — CAS‑DPOL и горячепроволочный датчик LWC), а также датчики температуры и относительной влажности и модуль измерения поляризации для различения воды и льда.

Особенности и преимущества

• Широкий набор данных — Комбинация зондов покрывает размеры частиц от субмикронных аэрозолей до крупных осадков (приблизительно 0,51 µm–1,55 mm в зависимости от зонда).
• Универсальные измерения — CAS‑DPOL: 0,51–50 µm; CIP: 12.5 µm–1.55 mm (стандарт); LWC: ≈0,01–3 g/m3 (зависит от датчика).
• Различение по поляризации — CAS‑DPOL предоставляет каналы деполяризации/обратного рассеяния для отличия сферических (жидких) и асферических (ледяных) частиц.
• Интеграция системы — Включены датчики T/RH, входы скорости воздушного судна и давления; доступны Lifecycle Care и дополнительные модули.

Технологии

• Изображение частиц с помощью линейного фотодетекторного массива из 64 элементов (CIP), реконструкция изображений из последовательных «срезов».
• Детекция светорассеяния по переднему и заднему направлению с поляризационными каналами (CAS‑DPOL).
• LWC hotwire: намотанный провод в управляемой температуре в мосте Уитстона; потребляемая мощность используется для расчёта испарения и определения LWC.

CAS-DPOL
Собирает переднерассеянный свет для определения размера и поляризованный заднерассеянный свет для оценки формы частиц и различения вода/лед.

LWC (Hotwire)

• Намотанная измерительная спираль поддерживается при ~150 °C и работает как температурозависимое сопротивление.
• Мощность, необходимая для поддержания температуры спирали, используется для расчёта испарения и вывода LWC.

Основные применения

• Исследования физики облаков и микрофизики
• Данные для климатических моделей и исследования радиационного форсинга
• Исследования модификации погоды и осадков
• Характеризация загрязнений и аэрозолей

PADS – Particle Analysis and Display System (опция)

• Управление запуском/остановкой записи и отбора проб.
• Просмотр и воспроизведение изображений частиц, полученных CIP, в реальном времени.
• Отображение объёмной и численной концентрации частиц, Median Volume Diameter (MVD) и Effective Diameter (ED).
• Просмотр и сравнение LWC, измеренного или рассчитанного hotwire/CIP/CAS; мониторинг параметров прибора и телеметрии.

Аксессуары

• Программное обеспечение PADS и ноутбук (опция)
• Система сбора данных (опция)

Техническое сравнение
Параметр — CIP Specification — CAS Specification — LWC Specification
Техника — Оптический зонд с массивом, линейный детектор 64 элемента (62 элемента размерения) — Датчики переднего и заднего рассеяния с деполяризацией — Температурно‑контролируемый hotwire‑сенсор
Диапазон измерений — 12.5 µm – 1.55 mm (CIP) — 0.51 µm – 50 µm (CAS‑DPOL) — N/A; LWC 0–3 g/m3
Площадь выборки — 10 cm × 1.55 mm — 11.1 mm × 120 µm — N/A
Верхний диапазон концентрации — До ≈500 particles/cm3 (CIP, зависит от наконечника) — >1,000 particles/cm3 после коррекции совпадений — 3 g/m3
Диапазон скоростей воздуха — 10–300 m/s (CIP) — 10–200 m/s (CAS, LWC) — 10–200 m/s
Число размерных бинов — 62 (CIP) — Выбираемые 10/20/30/40 (CAS) — N/A
Частота выборки — 1D: 0.05–40 Hz; 2D: переменная — Выбираемая 0.05–40 Hz — N/A
Лазер — 658 nm (CIP ≈30 mW; CAS ≈50 mW) — —
Интерфейс данных — RS-422 для 2D CIP (высокоскоростной) и системной телеметрии — —
Вес — Примерный вес sondy ≈ 20.4 kg (45 lb)
Питание — 28 VDC; ≈10 A для электроники зонда; нагреватели противобледения до 45 A (опция)
Условия эксплуатации — 0–40 °C; RH 0–100% без конденсации

Технические характеристики

• Model: CAPS-DPOL
• Brand: ENVEA
• Включённые зонды: CIP, CAS‑DPOL, Hotwire LWC
• Диапазон CAS: ~0.51–50 µm
• Диапазон CIP: ~12.5 µm–1.55 mm
• Диапазон LWC: ~0.01–3 g/m3
• Детектор изображений: 64‑элементный линейный фотодетекторный массив (CIP)
• Лазеры: 658 nm (мощность зависит от зонда)
• Интерфейсы данных: RS-422 для 2D CIP и системной телеметрии
• Вес (пример): ~20.4 kg (45 lb)
• Питание: 28 VDC; опциональные нагреватели против обледенения
• Условия работы: 0–40 °C; RH 0–100% без конденсации