Espectrômetro óptico CAPS-DPOL

para pesquisa e desenvolvimentopara análises ambientaisem tempo real

Resumo
O CAPS-DPOL é um espectrômetro de nuvens de nível de pesquisa, multipropósito, que integra três sondas Droplet (Cloud Imaging Probe — CIP, Cloud and Aerosol Spectrometer with Depolarization — CAS‑DPOL e sensor Hotwire para Liquid Water Content — LWC), além de sensores de temperatura ambiente e humidade relativa e medição de polarização para discriminar água e gelo.

Recursos e benefícios

• Conjunto abrangente de dados — As sondas combinadas cobrem tamanhos de partículas desde aerossóis submicrónicos até grandes gotas de precipitação (aprox. 0,51 µm–1,55 mm conforme a sonda).
• Medidas versáteis — CAS‑DPOL: 0,51–50 µm; CIP: 12,5 µm–1,55 mm (standard); LWC: ~0,01–3 g/m3 (sensor-dependente).
• Discriminação por polarização — CAS‑DPOL fornece canais de despolarização/retroespalhamento para distinguir partículas esféricas (líquidas) de assimétricas (gelo).
• Integração de sistema — Sensores T/RH, entradas de velocidade de aeronave e pressão; programa Lifecycle Care e módulos acessórios opcionais.

Tecnologia

• Imagiologia de partículas com matriz linear de 64 fotodetectores (CIP) que reconstrói imagens a partir de “fatias”.
• Detecção por espalhamento de luz com canais polarizados de frente e de trás (CAS‑DPOL).
• Medição LWC por hotwire: fio enrolado controlado em temperatura numa ponte de Wheatstone; potência dissipada permite calcular a vaporização.

CAS-DPOL
Coleta luz espalhada para a frente para determinação de tamanho e luz retroespalhada polarizada para avaliar forma das partículas e discriminar água/gelo.

LWC (Hotwire)

• Fio em espiral mantido a ~150 °C que atua como resistência dependente da temperatura.
• A potência necessária para manter a temperatura é usada para calcular a vaporização e derivar o LWC.

Principais aplicações

• Investigação em física de nuvens e microfísica
• Entrada para modelos climáticos e estudos de forçamento radiativo
• Investigação em modificação do tempo e precipitação
• Caracterização de poluição e aerossóis

PADS – Particle Analysis and Display System (opcional)

• Controlar início/paragem de gravação e amostragem.
• Visualizar imagens de partículas CIP em tempo real e reproduzir dados.
• Exibir concentrações de volume/número, Median Volume Diameter (MVD) e Effective Diameter (ED).
• Visualizar/comparar LWC medido ou calculado (hotwire, CIP, CAS) e monitorizar parâmetros do instrumento.

Acessórios

• Software PADS e laptop (opcional)
• Sistema de Aquisição de Dados (opcional)

Comparação técnica
Parâmetro — Especificação CIP — Especificação CAS — Especificação LWC
Técnica — Sonda de matriz óptica, detector linear de 64 elementos (62 elementos de sizing) — Sensores de espalhamento frontal/retro com despolarização — Sensor hotwire controlado em temperatura
Faixa medida — 12,5 µm – 1,55 mm (CIP) — 0,51 µm – 50 µm (CAS‑DPOL) — N/A; LWC 0–3 g/m3
Área de amostragem — 10 cm × 1,55 mm — 11,1 mm × 120 µm — N/A
Faixa de concentração — Até ~500 particles/cm3 (CIP, depende da ponta) — >1.000 particles/cm3 após correções de coincidência — 3 g/m3
Velocidade do ar — 10–300 m/s (CIP) — 10–200 m/s (CAS, LWC) — 10–200 m/s
Classes de tamanho — 62 (CIP) — Selecionável 10/20/30/40 (CAS) — N/A
Frequência de amostragem — 1D: 0,05–40 Hz; 2D: variável — Selecionável 0,05–40 Hz — N/A
Laser — 658 nm (~30 mW CIP; ~50 mW CAS) — —
Interface de dados — RS-422 para 2D CIP e telemetria do sistema — —
Peso — Sistema de sonda ≈ 20,4 kg (45 lb)
Alimentação — 28 VDC; ~10 A para eletrónica de sondas; aquecedores anti‑ice até 45 A (opcional)
Ambiente — 0–40 °C; HR 0–100 % não condensante

Especificações técnicas

• Model: CAPS-DPOL
• Brand: ENVEA
• Componentes incluídos: CIP, CAS‑DPOL, Hotwire LWC
• Faixa CAS: ~0,51–50 µm
• Faixa CIP: ~12,5 µm–1,55 mm
• Faixa LWC: ~0,01–3 g/m3
• Detector de imagem: matriz linear 64 elementos (CIP)
• Lasers: 658 nm (potência variável por sonda)
• Interfaces: RS-422 para 2D CIP e telemetria
• Peso (ex.): ~20,4 kg (45 lb)
• Alimentação: 28 VDC; aquecedores anti‑ice opcionais
• Condições de operação: 0–40 °C; HR 0–100 % não condensante