超聲波風速風向傳感器

超聲波風速風向變送器與傳統(tǒng)的機械式風速風向變送器相比，具有以下四大優(yōu)點：

一無慣性測量，無啟動風速限制零風速工作，360°全方位無角度限制，能夠同時獲得風速和風向數(shù)值；

二采用一體式結(jié)構(gòu)設計，整體無移動部件，外殼采用工程塑料材質(zhì)，磨損小，使用壽命長；

三是采用隨機誤差識別技術，大風下也可保證測量的低離散誤差，使輸出更平穩(wěn)；

四是設備不需要現(xiàn)場校準和維護；

超聲波風速風向儀在設備頂部配置了四個方向朝下的超聲波探頭，它們能夠在二維平面內(nèi)循環(huán)發(fā)送和接收超聲波，以超聲波在空氣中傳播的時差通過內(nèi)置的微處理器來計算出測量風速和風向的數(shù)值，通過集中器將數(shù)據(jù)以4G/GPRS的通訊方式將數(shù)據(jù)上傳至監(jiān)控中心或云平臺，供用戶查看。

工作拓撲圖

超聲波風速風向儀的工作原理是利用超聲波時差法來實現(xiàn)風速風向的測量。由于聲音在空氣中的傳播速度會和風向上的氣流速度疊加。假如超聲波的傳播方向與風向相同，那么它的速度會加快；反之，若超聲波的傳播方向與風向相反，那么它的速度會變慢。所以，在固定的檢測條件下，超聲波在空氣中傳播的速度可以和風速函數(shù)對應。 通過計算即可得到精確的風速和風向。由于聲波在空氣中傳播時，它的速度受溫度的影響很大；風速傳感器檢測兩個通道上的兩個相反方向，因此溫度對聲波速度產(chǎn)生的影響可以忽略不計。

超聲波風速儀它具有重量輕、沒有任何移動部件、堅固耐用的特點， 而且不需維護和現(xiàn)場校準，能同時輸出風速和風向。客戶可根據(jù)需要選擇風速單位、 輸出頻率及輸出格式。也可根據(jù)需要選擇加熱裝置（在冰冷環(huán)境下推薦使用）或模擬輸出?？梢耘c電腦、數(shù)據(jù)采集器或其它具有RS485或模擬輸出相符合的采集設備連用。如果需要，也可以多臺組成一個網(wǎng)絡進行使用。

超聲波風速風向儀是一種較為先進的測量風速風向的儀器。 由于它很好地克服了機械式風速風向儀固有的缺陷， 因而能全天候地、長久地正常工作，越來越廣泛地得到使用。它將是機械式風速儀的強有力替代品。

超聲波風速風向傳感器485型超聲波風速風向儀

數(shù)據(jù)幀格式定義

采用Modbus-RTU 通訊規(guī)約，格式如下：

初始結(jié)構(gòu) ≥4 字節(jié)的時間

地址碼 = 1 字節(jié)

功能碼 = 1 字節(jié)

數(shù)據(jù)區(qū) = N 字節(jié)

錯誤校驗 = 16 位CRC 碼

結(jié)束結(jié)構(gòu) ≥4 字節(jié)的時間

地址碼：為變送器的地址，出廠默認0x01。

功能碼：主機所發(fā)指令功能指示。

數(shù)據(jù)區(qū)：數(shù)據(jù)區(qū)是具體通訊數(shù)據(jù)，注意16bits數(shù)據(jù)高字節(jié)在前！

CRC碼：二字節(jié)的校驗碼。

主機問詢幀結(jié)構(gòu)：

從機應答幀結(jié)構(gòu)：

寄存器地址：

通訊協(xié)議示例以及解釋

舉例：讀取變送器設備（地址0x01）的風速和風向?qū)崟r值

問詢幀

應答幀

實時風速計算：

風速：007D (十六進制)= 125 => 風速 = 1.25 m/s

實時風向計算：

風向：005A (十六進制)= 90 => 風向 = 東風

超聲波風速風向傳感器模擬量型超聲波風速風向儀

設備采用寬壓 10~30V 直流供電，模擬量信號輸出，4~20mA、0~5V、0~10V 可選，外殼防護等級高，可以適應現(xiàn)場環(huán)境惡劣的檢測場合

電流型輸出信號轉(zhuǎn)換計算

量程0~60m/s，4~20mA輸出，當輸出信號12mA時，計算當前風速。風速量程的跨度為30m/s，用16mA電流信號來表達，60m/s/16mA=3.75m/s/mA，即電流變化1mA風速變化3.75m/s.那么可以計算測量值測量值12mA-4mA=8mA.8mA*3.75m/s/mA=30m/s，則當前的風速=30m/s。

電壓型輸出信號轉(zhuǎn)換計算

量程0~60m/s，以0-10V輸出為例，當輸出信號為5V時，計算當前風速。風速量程的跨度為60m/s，用10V電壓信號來表達，60m/s/10V=6m/s/V，即電壓每變化1V對應風速變化6m/s.測量值5V-0V=5V。5V*6/m/s/V=30m/s。則當前風速為30m/s。

GPRS型超聲波風速風向儀

采用GPRS或者4G模式輸出，無需現(xiàn)場布線，沒有距離限制，設備安裝的場所有網(wǎng)絡即可遠程監(jiān)控數(shù)據(jù)。

與機械式風速風向傳感器之間有什么區(qū)別

小型超聲波風速風向傳感器測量原理

小型超聲波風速風向傳感器：

● 采用超聲波原理，內(nèi)置四個超聲波探頭，能夠在二維平面內(nèi)循環(huán)發(fā)送和接收超聲波，并通過超聲波在空氣中傳播的時差來測量風速和風向。

● 無角度限制，可以同時測量風速，風向的瞬時數(shù)值。

● 無慣性測量。

機械式風速風向傳感器：

● 機械式風速風向傳感器由風速傳感器和風向傳感器兩部分組成。其中用的最多的就是三杯式風速傳感器和旋翼式風向傳感器，其原理主要是靠轉(zhuǎn)動部件的速度和角度進而判斷出風速和風向。

● 采用機械式結(jié)構(gòu)設計，存在轉(zhuǎn)動部件，監(jiān)測前需要低風速啟動。

● 只能測單一的一項。

● 在測量中，會存在一定的機械慣性，容易造成偏差。

小型超聲波風速風向傳感器產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

小型超聲波風速風向傳感器：

● 一體化設計。所有的元器件都集成在一個外殼中，沒有外露部件，高防護，防雨雪、防腐蝕，方便安裝維護。

● 體積小巧（尺寸：108.4mm*108.4mm*210.4mm）

● 可配置小型氣象百葉盒，用作小型氣象站使用，拓展性強。

機械式風速風向傳感器：

● 組合式。眾所周知，風速、風向傳感器是兩個單獨的個體，需要單獨采購安裝。

小型超聲波風速風向傳感器安裝方式

小型超聲波風速風向傳感器：

● 橫梁安裝。

· 無電子指南針的設備需將設備上的N字方向沖著正北方向以免造成誤差。

· 內(nèi)配置電子指南針的設備安裝時不再有方位的要求，只需保證水平安裝即可。

● ABS材質(zhì)重量小、材質(zhì)輕，拆除、移位十分便捷。

● 內(nèi)配置電子指南針的設備可自動水平校正方向，便于精準測量。

機械式風速風向傳感器：

● 法蘭安裝，螺紋法蘭連接使風速傳感器下部管件牢牢固定在法蘭盤上，保持在最佳水平度，保證風速、風向數(shù)據(jù)的準確性。

小型超聲波風速風向傳感器后期維護

小型超聲波風速風向傳感器：

● 工程ABS材質(zhì)?？棺贤饩€材質(zhì)，防水性能強，使用壽命長，適用于惡劣戶外環(huán)境。

● 無需人工維護，省錢省事省人工。

機械式風速風向傳感器：

● 因機械式軸承系統(tǒng)存在活動的部件，易磨損，需定期維護檢查。

小型超聲波風速風向傳感器的工作原理是利用超聲波時差法來實現(xiàn)風速風向的測量。由于聲音在空氣中的傳播速度會和風向上的氣流速度疊加。假如超聲波的傳播方向與風向相同，那么它的速度會加快；反之，若超聲波的傳播方向與風向相反，那么它的速度會變慢。所以，在固定的檢測條件下，超聲波在空氣中傳播的速度可以和風速函數(shù)對應。 通過計算即可得到精確的風速和風向。由于聲波在空氣中傳播時，它的速度受溫度的影響很大；風速傳感器檢測兩個通道上的兩個相反方向，因此溫度對聲波速度產(chǎn)生的影響可以忽略不計。

風速風向傳感器的價格還是很貴的，幾千到幾萬不等，有的結(jié)合風速風向傳感器的一體化氣象站的價格達到幾百萬，所以開放出價格便宜適合大眾的風速風向傳感器迫在眉睫，只有價格便宜了才能幫助廣大客戶開放和利用風能，這樣才能更好的解決能源缺口。