超聲波風(fēng)速風(fēng)向變送器與傳統(tǒng)的機(jī)械式風(fēng)速風(fēng)向變送器相比,具有以下四大優(yōu)點(diǎn):
一無慣性測量,無啟動風(fēng)速限制零風(fēng)速工作,360°全方位無角度限制,能夠同時(shí)獲得風(fēng)速和風(fēng)向數(shù)值;
二采用一體式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),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(jī)誤差識別技術(shù),大風(fēng)下也可保證測量的低離散誤差,使輸出更平穩(wěn);
四是設(shè)備不需要現(xiàn)場校準(zhǔn)和維護(hù);
超聲波風(fēng)速風(fēng)向儀在設(shè)備頂部配置了四個(gè)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(shí)差通過內(nèi)置的微處理器來計(jì)算出測量風(fēng)速和風(fēng)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。
超聲波風(fēng)速風(fēng)向儀的工作原理是利用超聲波時(shí)差法來實(shí)現(xiàn)風(fēng)速風(fēng)向的測量。由于聲音在空氣中的傳播速度會和風(fēng)向上的氣流速度疊加。假如超聲波的傳播方向與風(fēng)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(fēng)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(fēng)速函數(shù)對應(yīng)。 通過計(jì)算即可得到精確的風(fēng)速和風(fēng)向。由于聲波在空氣中傳播時(shí),它的速度受溫度的影響很大;風(fēng)速傳感器檢測兩個(gè)通道上的兩個(gè)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(jì)。
超聲波風(fēng)速儀它具有重量輕、沒有任何移動部件、堅(jiān)固耐用的特點(diǎn), 而且不需維護(hù)和現(xiàn)場校準(zhǔn),能同時(shí)輸出風(fēng)速和風(fēng)向??蛻艨筛鶕?jù)需要選擇風(fēng)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(shè)備連用。如果需要,也可以多臺組成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行使用。
超聲波風(fēng)速風(fēng)向儀是一種較為先進(jìn)的測量風(fēng)速風(fēng)向的儀器。 由于它很好地克服了機(jī)械式風(fēng)速風(fēng)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(jī)械式風(fēng)速儀的強(qiáng)有力替代品。
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(shí)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(yàn) = 16 位CRC 碼
結(jié)束結(jié)構(gòu) ≥4 字節(jié)的時(shí)間
地址碼:為變送器的地址,出廠默認(rèn)0x01。
功能碼:主機(jī)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(yàn)碼。
主機(jī)問詢幀結(jié)構(gòu):
地址碼 |
功能碼 |
寄存器起始地址 |
寄存器長度 |
校驗(yàn)碼低字節(jié) |
校驗(yàn)碼高字節(jié) |
1字節(jié) |
1字節(jié) |
2字節(jié) |
2字節(jié) |
1字節(jié) |
1字節(jié) |
從機(jī)應(yīng)答幀結(jié)構(gòu):
地址碼 |
功能碼 |
有效字節(jié)數(shù) |
數(shù)據(jù)一區(qū) |
數(shù)據(jù)二區(qū) |
數(shù)據(jù)N區(qū) |
校驗(yàn)碼低字節(jié) |
校驗(yàn)碼高字節(jié) |
1字節(jié) |
1字節(jié) |
1字節(jié) |
2字節(jié) |
2字節(jié) |
2字節(jié) |
1字節(jié) |
1字節(jié) |
寄存器地址:
寄存器地址 |
PLC或組態(tài)地址 |
內(nèi)容 |
操作 |
定義說明 |
0000 H |
40001 (十進(jìn)制) |
瞬時(shí)風(fēng)速 |
只讀 |
風(fēng)速實(shí)時(shí)值(擴(kuò)大100倍) |
0001 H |
40002 (十進(jìn)制) |
風(fēng)向 |
只讀 |
風(fēng)向?qū)崟r(shí)值(整數(shù),正北方向?yàn)?°順時(shí)針增加度數(shù),正東方為90°) |
0002 H |
40003 (十進(jìn)制) |
最大風(fēng)速 |
只讀 |
設(shè)備通電后最大風(fēng)速(擴(kuò)大100倍) |
0004 H |
40005 (十進(jìn)制) |
風(fēng)力等級 |
只讀 |
當(dāng)前風(fēng)速對應(yīng)的風(fēng)級值(整數(shù),0~17級) |
07D0 H |
42001 (十進(jìn)制) |
設(shè)備地址 |
讀寫 |
1~254(出廠默認(rèn)1) |
07D1 H |
42002 (十進(jìn)制) |
設(shè)備波特率 |
讀寫 |
0代表24001代表48002代表9600 |
通訊協(xié)議示例以及解釋
舉例:讀取變送器設(shè)備(地址0x01)的風(fēng)速和風(fēng)向?qū)崟r(shí)值
問詢幀
地址碼 |
功能碼 |
起始地址 |
數(shù)據(jù)長度 |
校驗(yàn)碼低字節(jié) |
校驗(yàn)碼高字節(jié) |
0x01 |
0x03 |
0x00 0x00 |
0x00 0x02 |
0xC4 |
0x0B |
應(yīng)答幀
地址碼 |
功能碼 |
返回有效字節(jié)數(shù) |
風(fēng)速實(shí)時(shí)值 |
風(fēng)向?qū)崟r(shí)值 |
校驗(yàn)碼低字節(jié) |
校驗(yàn)碼高字節(jié) |
0x01 |
0x03 |
0x04 |
0x00 0x7D |
0x00 0x5A |
0x EA |
0x10 |
實(shí)時(shí)風(fēng)速計(jì)算:
風(fēng)速:007D (十六進(jìn)制)= 125 => 風(fēng)速 = 1.25 m/s
實(shí)時(shí)風(fēng)向計(jì)算:
風(fēng)向:005A (十六進(jìn)制)= 90 => 風(fēng)向 = 東風(fēng)
設(shè)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(hù)等級高,可以適應(yīng)現(xiàn)場環(huán)境惡劣的檢測場合
直流供電(默認(rèn)) |
10V~30V DC |
|
最大功耗 |
0.15W |
|
量程 |
風(fēng)速 |
0~60m/s(可定制) |
風(fēng)向 |
0~359° |
|
精度 |
風(fēng)速 |
±(0.2m/s±0.02*v)(v為真實(shí)風(fēng)速) |
風(fēng)向 |
±3° |
|
分辨率 |
風(fēng)速 |
0.01 m/s |
風(fēng)向 |
1° |
|
工作環(huán)境 |
-40~60℃,0~100%RH |
|
抗風(fēng)強(qiáng)度 |
75 m/s |
|
響應(yīng)時(shí)間 |
1S |
|
防護(hù)等級 |
IP66 |
|
輸出信號 |
4~20mA、0~5V、0~10V |
電流型輸出信號轉(zhuǎn)換計(jì)算
量程0~60m/s,4~20mA輸出,當(dāng)輸出信號12mA時(shí),計(jì)算當(dāng)前風(fēng)速。風(fēng)速量程的跨度為30m/s,用16mA電流信號來表達(dá),60m/s/16mA=3.75m/s/mA,即電流變化1mA風(fēng)速變化3.75m/s.那么可以計(jì)算測量值測量值12mA-4mA=8mA.8mA*3.75m/s/mA=30m/s,則當(dāng)前的風(fēng)速=30m/s。
電壓型輸出信號轉(zhuǎn)換計(jì)算
量程0~60m/s,以0-10V輸出為例,當(dāng)輸出信號為5V時(shí),計(jì)算當(dāng)前風(fēng)速。風(fēng)速量程的跨度為60m/s,用10V電壓信號來表達(dá),60m/s/10V=6m/s/V,即電壓每變化1V對應(yīng)風(fēng)速變化6m/s.測量值5V-0V=5V。5V*6/m/s/V=30m/s。則當(dāng)前風(fēng)速為30m/s。
GPRS型超聲波風(fēng)速風(fēng)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(shè)備安裝的場所有網(wǎng)絡(luò)即可遠(yuǎn)程監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)。
你好,利用發(fā)送聲波脈沖,測量接收端的時(shí)間或頻率(多普勒變換)差別來計(jì)算風(fēng)速和風(fēng)向的風(fēng)速風(fēng)向測量儀器>
沒有合適的定額子目。建議補(bǔ)充主材計(jì)入。主材價(jià)格含安裝費(fèi)即可。
超聲波是一種振動頻率高于聲波的機(jī)械波,由換能晶片在電壓的激勵下發(fā)生振動產(chǎn)生的,它具有頻率高、波長短、繞射現(xiàn)象小,特別是方向性好、能夠成為射線而定向傳播等特點(diǎn)。超聲波對液體、固體的穿透本領(lǐng)很大,尤其是在...
工作拓?fù)鋱D
格式:pdf
大?。?span id="bjrfcqm" class="single-tag-height">237KB
頁數(shù): 未知
評分: 4.7
為了監(jiān)測煤礦瓦斯突出事故導(dǎo)致的瓦斯逆流情況,應(yīng)用超聲波時(shí)差法原理設(shè)計(jì)了煤礦用超聲波式風(fēng)速風(fēng)向傳感器。該傳感器利用超聲波發(fā)射、接收的時(shí)差與風(fēng)速、風(fēng)向的關(guān)系,經(jīng)過運(yùn)算得到被測風(fēng)向和風(fēng)速。測試結(jié)果表明,該傳感器穩(wěn)定性強(qiáng),測量精度高,風(fēng)速測量范圍為0.4~15m/s,誤差不超過0.3m/s,風(fēng)向測量范圍為0~360°,誤差不超過3°。
格式:pdf
大?。?span id="w5j5xob" class="single-tag-height">237KB
頁數(shù): 未知
評分: 4.3
介紹了超聲波時(shí)差法風(fēng)速測量的基本原理,以及基于CPLD+MSP430低功耗測量風(fēng)向風(fēng)速傳感器的實(shí)現(xiàn)方法。設(shè)計(jì)了超聲波發(fā)射驅(qū)動和部分接收電路,分析計(jì)算了二階有源巴特沃斯帶通濾波器。提出了采用峰值包絡(luò)檢波識別超聲波到達(dá)時(shí)刻,以及CPLD高速計(jì)數(shù)的方法,實(shí)現(xiàn)高精度測量方法,并且詳細(xì)敘述了超聲波測風(fēng)的實(shí)現(xiàn)過程。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證系統(tǒng)具有精度高、功耗低等特點(diǎn)和推廣應(yīng)用價(jià)值。
與機(jī)械式風(fēng)速風(fēng)向傳感器之間有什么區(qū)別
小型超聲波風(fēng)速風(fēng)向傳感器:
● 采用超聲波原理,內(nèi)置四個(gè)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(shí)差來測量風(fēng)速和風(fēng)向。
● 無角度限制,可以同時(shí)測量風(fēng)速,風(fēng)向的瞬時(shí)數(shù)值。
● 無慣性測量。
機(jī)械式風(fēng)速風(fēng)向傳感器:
● 機(jī)械式風(fēng)速風(fēng)向傳感器由風(fēng)速傳感器和風(fēng)向傳感器兩部分組成。其中用的最多的就是三杯式風(fēng)速傳感器和旋翼式風(fēng)向傳感器,其原理主要是靠轉(zhuǎn)動部件的速度和角度進(jìn)而判斷出風(fēng)速和風(fēng)向。
● 采用機(jī)械式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),存在轉(zhuǎn)動部件,監(jiān)測前需要低風(fēng)速啟動。
● 只能測單一的一項(xiàng)。
● 在測量中,會存在一定的機(jī)械慣性,容易造成偏差。
小型超聲波風(fēng)速風(fēng)向傳感器:
● 一體化設(shè)計(jì)。所有的元器件都集成在一個(gè)外殼中,沒有外露部件,高防護(hù),防雨雪、防腐蝕,方便安裝維護(hù)。
● 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(qiáng)。
機(jī)械式風(fēng)速風(fēng)向傳感器:
● 組合式。眾所周知,風(fēng)速、風(fēng)向傳感器是兩個(gè)單獨(dú)的個(gè)體,需要單獨(dú)采購安裝。
小型超聲波風(fēng)速風(fēng)向傳感器:
● 橫梁安裝。
· 無電子指南針的設(shè)備需將設(shè)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(shè)備安裝時(shí)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(shè)備可自動水平校正方向,便于精準(zhǔn)測量。
機(jī)械式風(fēng)速風(fēng)向傳感器:
● 法蘭安裝,螺紋法蘭連接使風(fēng)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(fēng)速、風(fēng)向數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
小型超聲波風(fēng)速風(fēng)向傳感器:
● 工程ABS材質(zhì)??棺贤饩€材質(zhì),防水性能強(qiáng),使用壽命長,適用于惡劣戶外環(huán)境。
● 無需人工維護(hù),省錢省事省人工。
機(jī)械式風(fēng)速風(fēng)向傳感器:
● 因機(jī)械式軸承系統(tǒng)存在活動的部件,易磨損,需定期維護(hù)檢查。
小型超聲波風(fēng)速風(fēng)向傳感器的工作原理是利用超聲波時(shí)差法來實(shí)現(xiàn)風(fēng)速風(fēng)向的測量。由于聲音在空氣中的傳播速度會和風(fēng)向上的氣流速度疊加。假如超聲波的傳播方向與風(fēng)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(fēng)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(fēng)速函數(shù)對應(yīng)。 通過計(jì)算即可得到精確的風(fēng)速和風(fēng)向。由于聲波在空氣中傳播時(shí),它的速度受溫度的影響很大;風(fēng)速傳感器檢測兩個(gè)通道上的兩個(gè)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(jì)。
風(fēng)速風(fēng)向傳感器的價(jià)格還是很貴的,幾千到幾萬不等,有的結(jié)合風(fēng)速風(fēng)向傳感器的一體化氣象站的價(jià)格達(dá)到幾百萬,所以開放出價(jià)格便宜適合大眾的風(fēng)速風(fēng)向傳感器迫在眉睫,只有價(jià)格便宜了才能幫助廣大客戶開放和利用風(fēng)能,這樣才能更好的解決能源缺口。