CS110 Capteur de champ électrique
Détecteur de risque de foudre
Alerte avant la foudre
météorologie : eau : energie : gas flux and turbulence : infrastructure : terre :

Aperçu

Le CS110 est un capteur pour la mesure du champ électrique de type moulin à champ, il est généralement utilisé soit pour les systèmes d'alerte d'orage et dans des applications de recherche pour mesurer le champ électrique local. Il mesure la composante verticale du champ électrique atmosphérique à la surface de la terre. Le capteur CS110 fait généralement partie d'un système de mesure de champ électrique plus large. Il comprend une centrale de mesure CR1000 intégrée, qui peut recevoir d'autres capteurs et des périphériques supplémentaires.

Pour en savoir plus consulter l'article de notre Newsletter ''Détection de la foudre dans les écoles"

Visionnez la vidéo montrant comment le CS110 contribue à maintenir en toute sécurité sans risque de foudre, des événements sportifs dans les écoles de l'Utah (après 15 sec de chaîne de télévision commerciale).

Vidéo avec l'aimable autorisation de KSL.com

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Avantages et caractéristiques

  • Faible consommation
  • Détecte le potentiel de foudre, donne l'alerte avant les impacts de foudre
  • Facile d'entretien — stator facilement enlevé pour le nettoyage
  • Le diagnostique d'auto contrôle complet pour chaque mesure réduit ou élimine l'entretien périodique
  • Rugged construction
  • Le système de détection de la foudre SG000 peut être utilisé en complément de notre CS110

Images

Description technique

Le CS110 utilise sur le terrain un obturateur alternatif au lieu du moulin à champs rotatif traditionnel. L'obturateur à mouvement alternatif est relié électriquement au potentiel de la terre par une sangle flexible en acier inoxydable. La courroie fonctionne en dessous de sa limite de fatigue, ce qui entraîne une mise à la terre électrique très fiable de l'obturateur.

L'approche alternative fournit une meilleure performance dans les erreurs en basse fréquence que le moulin à champ traditionnel, comportant des ailettes tournantes, car il a un champ équivalent à zéro (volet fermé) représentant une référence bien commode. La référence à champ nul permet au CS110 de mesurer puis corriger des tensions de décalage électroniques, des potentiels de contact, et des courants de fuite pour chaque mesure individuellement (brevet en instance).
.

Le CS110 contient également un circuit pour mesurer et compenser les courants de fuite qui se produisent sur l'entrée de l'amplificateur de charge de l'isolateur, ce qui élimine les erreurs de mesure provoquées par des isolateurs encrassés. Si les surfaces isolantes deviennent conductrices en raison de la contamination de surface, un circuit de compensation de courant de fuite applique un courant à l'entrée de l'amplificateur de charge qui évite la saturation de l'électronique de polarité égale et opposée.

Garantie

Le CS110 a une garantie d'un an contre les défauts de matériaux et de fabrication. Campbell Scientific ne garantit pas que le CS110 répondra aux besoins ou aux exigences du client, ou que son fonctionnement sera ininterrompu ou exempt d'erreurs.

Les conditions de champ électrique atmosphérique ou locales ou différentes caractéristiques du site peuvent provoquer de fausses informations, des données tardives, ou des données incomplètes ou inexactes. Le CS110 ne mesure que les conditions qui rendent la foudre des plus probables. Tout comme les prévisions météorologiques, les mesures du CS110 permettent seulement d'évaluer la probabilité de foudre. La foudre peut se produire et causer des blessures, voire la mort ou des dommages à la propriété sans aucun avertissement du CS110.

Campbell Scientific décline toute responsabilité pour les dommages spéciaux, indirects, accidentels ou consécutifs à l'utilisation, panne ou dysfonctionnement du CS110. Un exposé complet de la garantie du CS110 est contenue dans le Manuel CS110.

Spécifications

-NOTE- An embedded CR1000M datalogger module (ordered as pn #18292) is required for every CS110 purchased; see Common Accessories section on Ordering Information page.
Conformité déclarée par rapport aux standards CE BS EN61326:2002
Protection contre la foudre Multi protection contre les transitoires sur toutes les interfaces externes
Alimentation requise 11 à 16 Vcc
Vitesse de transmission Configurable de 300 à 115 200 bps
Protocole ASCII un bit de start, un bit de stop, huit bits de données, pas de parité
Température de fonctionnement
  • -25°C à +50°C (standard)
  • -40°C à +85°C (étendue)
Fonctionnement en humidité relative 0 à 100% HR
Montage tube vertical avec un diamètre extérieur de 1,91 à 6,35 cm (0.75 to 2.5 in.)
Ports de communication
  • 1 port RS-232
  • 1 port CS I/O utilisé pour l'interfacer avec nos périphériques comme un modem vocal COM320
  • Ports de contrôle numérique 1, 2, et 3 pour l'alarme, les communications asynchrones ou les communications SDI-12
Dimensions 15,2 x 15,2 x 43,2 cm (6 x 6 x 17 in.)
Poids 4 kg (9 lb)

Consommation en courant

Demande maximum de courant 750 mA (se produit pendant le fonctionnement du moteur)
Moyenne
  • 7 mA (1 échantillon toutes les 10 secondes)
  • 60 mA (1 échantillon par seconde)
  • 120 mA (2 échantillons par seconde)
  • 300 mA (5 échantillons par seconde)

Précision

-NOTE- Reportez-vous au manuel du capteur pour les spécifications de résolution, de sensibilité et de bruit.
Configuration avec des plaques parallèles ±1% de lecture + 60 V m-1 offset
Configuration sur un trépied CM110 de 2 m ±5% de lecture + 8 V m-1 offset

Compatibilité

IMPORTANT!
Le module CR1000M pour centrale de mesure (numéro de référence #18292) est nécessaire pour chaque CS110.

Considérations sur les centrales de mesure

Le module CR1000M (requis) peut être interfacée à une autre centrale de mesure via le câble d'alimentation / SDM, si l'application nécessite un second datalogger.

Programmation

Le langage de programmation de la CR1000, CRBasic, assure le traitement des données et les routines d'analyse qui supporte le contrôle d'utilisation sur l'échantillon (des mesures) et le réglage des d'alarmes conditionnelles . Le logiciel de support des centrales de mesure LoggerNet facilite la programmation, les communications et la récupération des données entre le CS110 et un PC.

Utilisation du CS110 comme station météorologique

Des capteurs météorologiques supplémentaires peuvent être ajoutés au CS110 en utilisant des connecteurs étanches et il y a trois ports de contrôle numériques qui peuvent être utilisés pour contrôler des appareils externes et / ou déclencher des alarmes. La centrale de mesure  intégrée CR1000 mesure les capteurs, traite les mesures, stocke les données dans des tableaux et peut initier des communications.

Capteurs compatibles

Les modèles de capteur avec le suffixe "-LC" ont un câble qui se termine par un connecteur, pour leur connexion au CS110. Le câble #17460-L est utilisé pour connecter les baromètres CS100 ou CS106 au CS110.

Etiquettes connecteur Capteurs compatible (un capteur par connecteur)
Temp/HR HMP60, HC2S3 (ces capteurs doivent être munis de connecteurs)
Vent 05103, 05106, 05305, 034B et 03001
Rayonnement Pyranomètre LI200X-LC, Baromètre CS100, baromètre CS106 (les capteurs de pression atmosphérique sont connectés au CS110 via le câble #17460 ; les baromètres doivent être montés dans un coffret séparé tel qu'un ENC100)
Pluviomètre CS700, TB4, TE525-LC, TE525WS, TE525MM

Appareils de communication compatibles

Les options de communication compatibles avec le module intégré CR1000 comprennent la connexion directe, l'Ethernet, les modems téléphoniques (ligne filaire et cellulaire), les radios, les modems à courte distance, les émetteurs satellites et les modems multipoints (comme le MD485).

Zero Electric Field Cover

Le #17642 Zéro Electric Field Cover (à commander séparément) est utilisé pour vérifier la tension de décalage du champ électrique du CS110. Si le champ électrique mesuré est ≥ | 60 V / m | en utilisant le dispositif "Zero Electric Field Cover" une inspection et le nettoyage de la surface des électrodes est recommandé.

Le détecteur de foudre Strike Guard SG000

Le SG000 (à commander séparément) peut être utilisé en complément de notre CS110 pour créer un système complet de mesure et d'analyse de la menace des éclairs. Ce système combine les avantages de deux technologies d'alertes complémentaires. Le SG000 détecte les éclairs de la foudre se produisant à des distances allant jusqu'à 32 km, fournissant ainsi un lapse de temps d'avertissement confortable pour détecter les tempêtes qui arrivent. Le CS110 mesure le niveau du champ électrique associés aux développements locaux des orages, il fournit ainsi un avertissement préalable à la foudre.

Téléchargements

CS110 Example programs v.1 (3 kB) 05-05-2020

A CS110 weather station program and a CS110 transfer standard site calibration program. The weather station program measures electric field, rainfall, wind speed and direction, solar radiation, relative humidity, air temperature. The calibration program measures panel temperature, battery, internal relative humidity, and electric field.

FAQ

Nombre de FAQ au sujet de(s) CS110: 6

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  1. The following information can help determine the effective range (spatial range) of the CS110:

    • Thousands of miles: When there are no clouds in the sky, the CS110 responds to what is called the fair weather electric field created by the “global electric circuit.” Thunderstorms worldwide transfer charge to the upper atmosphere, which comes down worldwide as an electric field that varies from roughly -100 to -200 v/m on flatland sites. Our customers have indicated that the fair weather electric field is enhanced by high terrain. Interestingly, there are daily and seasonal changes to this global electric circuit.
    • 20 miles: Lightning strikes in thunderstorms as far as 20 miles away are discernable in the fair weather electric field from a flatland site. The strikes show up as sharp changes in the electric field followed by a more gradual recovery. It is unknown if the distance is greater on a high ridgeline.
    • 5 to 7 miles: When charged clouds are within five to seven miles, they can positively or negatively change the electric field above or below the fair weather electric field. Even when the actively producing cloud-to-ground lightning portion of the storm is 20 miles away, an anvil cloud from that storm that comes within five to seven miles of the CS110 will change the electric field measured by the CS110. Think of clouds attached to an active thunderstorm as electrical conductors. Even anvil clouds that were once part of a thunderstorm that has since dissipated will hold their charge for a significant period.
    • A mountain between a charged cloud and the CS110 will block the electric field influence that the cloud would have had on the CS110.

    For more information on this topic, refer to the “Cumulonimbus” section (section 3.2) of the book Lightning: Physics and Effects by Vladimir A. Rakov and Martin A. Uman.

     

  2. The CS110 and the tower should be positioned away from each other a distance of three times the tower’s height.

    If the radio signal is strong enough, the SG000 may pick it up as one of the two components the SG000 measures to detect lightning. If this signal coincides with a light flash from a windshield or headlight, it could generate a false strike signal. Also, constant bombardment of the SG000 by sufficiently strong RF signals will pull the sensor out of its quiescent state, affecting its current drain. This will eventually degrade the battery and shorten its expected four-year lifespan.

  3. Lorsqu'il est programmé comme une "Slow Antenna" à 100 Hz, le CS110 fournit des informations de polarité mais pas de courant réel dans le fil ; par conséquent, Campbell Scientific ne recommande pas d'utiliser un CS110 à cette fin.

  4. The CS110 uses the same gas discharge tubes, etc., so it provides similar surge protection as the CR1000. The ground paths are different, although both are intended to provide a good ground path through the ground lug on the wiring panel and the case ground hardware on the CS110.

  5. The FC100 is required to communicate with the SG000 Strike Guard Lightning Sensor. The SG000 is an option for the CS110 Electric Field Sensor and the LW110 Lightning Warning System.
  6. The CS110 Electric Field Sensor, and field mills in general, are referred to as induction probes because the applied electric field induces charge onto sense electrodes. The amount of charge induced by a given field depends on the voltage at which the sense electrode is at.

    Normally, it is most convenient to ground the instrument, making the sense electrode at earth ground potential when measuring the vertical component of atmospheric electric field at the surface of the earth. This is because the instrument then appears to be an extension of the earth ground. For example, in a flush-mounted upward-facing configuration with the instrument earth grounded, the imaginary electric field lines will terminate on the instrument as if it were an extension of the earth ground. Negligible field distortion occurs at the instrument aperture, as if the instrument were not present. This configuration mimics the parallel plate factory calibration done on the instrument and is why a flush-mounted upward-facing configuration is used for site correction of inverted and elevated configurations.

    The instrument can be connected to other voltage potentials besides ground, or left electrically floating, although the measured results will differ because of the change in voltage between the instrument and the source of charge generating the electric field of interest. The closer the instrument voltage potential is to the voltage of a source of charge generating an electric field to be measured, the less there is an induced charge on the sense electrode. For example, if an induction probe was placed next to, and facing, a large conductive sheet that was at some voltage with respect to earth ground, and a voltage of the instrument was varied by means of a connection to the CS110 ground lug, it would be possible to adjust the instrument voltage until zero charge was induced on the sense electrode from the nearby sheet. For this to occur, the voltage applied to the induction probe would need to equal the voltage applied to the large conductive sheet mentioned. This approach can be used to determine the voltage of the sheet and is referred to as a non-contacting voltmeter. The CS110, or any induction probe for that matter, can operate as a non-contacting voltmeter with the addition of the adjustable supply.

Applications

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