超聲波風(fēng)速風(fēng)向儀圖片
超聲波風(fēng)速風(fēng)向儀超聲波風(fēng)速儀
利用發(fā)送聲波脈沖,測(cè)量接收端的時(shí)間或頻率(多普勒變換)差別來(lái)計(jì)算風(fēng)速和風(fēng)向的風(fēng)速風(fēng)向測(cè)量?jī)x器。
也叫超聲波風(fēng)速計(jì)或者超聲波風(fēng)力計(jì)(ultrasonic anemometers),有時(shí)叫超聲波風(fēng)速傳感器(ultrasonicwind sensor)。
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(lái)實(shí)現(xiàn)風(fēng)速風(fēng)向的測(cè)量。由于聲音在空氣中的傳播速度會(huì)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(huì)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(huì)變慢。所以,在固定的檢測(cè)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(duì)應(yīng)。 通過(guò)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(cè)兩個(gè)通道上的兩個(gè)相反方向,因此溫度對(duì)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(méi)有任何移動(dòng)部件、堅(jiān)固耐用的特點(diǎn), 而且不需維護(hù)和現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn),能同時(shí)輸出風(fēng)速和風(fēng)向??蛻?hù)可根據(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(tái)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(cè)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(zhǎng)久地正常工作,越來(lái)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。
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(wú)慣性測(cè)量,無(wú)啟動(dòng)風(fēng)速限制零風(fēng)速工作,360°全方位無(wú)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(wú)移動(dòng)部件,外殼采用工程塑料材質(zhì),磨損小,使用壽命長(zhǎng);
三是采用隨機(jī)誤差識(shí)別技術(shù),大風(fēng)下也可保證測(cè)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(chǎng)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(guò)內(nèi)置的微處理器來(lái)計(jì)算出測(cè)量風(fēng)速和風(fēng)向的數(shù)值,通過(guò)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(tái),供用戶(hù)查看。
你好,利用發(fā)送聲波脈沖,測(cè)量接收端的時(shí)間或頻率(多普勒變換)差別來(lái)計(jì)算風(fēng)速和風(fēng)向的風(fēng)速風(fēng)向測(cè)量?jī)x器>
風(fēng)杯式風(fēng)速儀和超聲風(fēng)速儀的差別
超聲風(fēng)速儀是針對(duì)野外惡劣環(huán)境下對(duì)測(cè)風(fēng)儀器各方面的需求專(zhuān)門(mén)研制的,通過(guò)超聲測(cè)風(fēng)技術(shù)實(shí)時(shí)測(cè)量風(fēng)速風(fēng)向。具有測(cè)量精度高,環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì),傳感器的選擇非常重要。
該儀器用途:1、測(cè)量當(dāng)時(shí)風(fēng)流動(dòng)的方向2、測(cè)量當(dāng)時(shí)風(fēng)的流速3、辨別出當(dāng)時(shí)流速達(dá)到多少級(jí).
因?yàn)閰^(qū)別傳統(tǒng)的風(fēng)速測(cè)量方法,通過(guò)超聲波風(fēng)速傳感器的合理布置,不僅可以測(cè)得精確的風(fēng)速信息,而且可以同時(shí)測(cè)得精確的風(fēng)向信息。所以超聲波風(fēng)速儀也就是超聲波風(fēng)速風(fēng)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(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(cuò)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(wèn)詢(xún)幀結(jié)構(gòu):
地址碼 |
功能碼 |
寄存器起始地址 |
寄存器長(zhǎng)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(shuō)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(jí) |
只讀 |
當(dāng)前風(fēng)速對(duì)應(yīng)的風(fēng)級(jí)值 (整數(shù),0~17級(jí)) |
07D0 H |
42001 (十進(jìn)制) |
設(shè)備地址 |
讀寫(xiě) |
1~254(出廠默認(rèn)1) |
07D1 H |
42002 (十進(jìn)制) |
設(shè)備波特率 |
讀寫(xiě) |
0代表2400 1代表4800 2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(wèn)詢(xún)幀
地址碼 |
功能碼 |
起始地址 |
數(shù)據(jù)長(zhǎng)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(hào)輸出,4~20mA、0~5V、0~10V 可選,外殼防護(hù)等級(jí)高,可以適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境惡劣的檢測(cè)場(chǎng)合
主要技術(shù)參數(shù):
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(jí) |
IP66 |
|
輸出信號(hào) |
4~20mA、0~5V、0~10V |
電流型輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換計(jì)算
量程0~60m/s,4~20mA輸出,當(dāng)輸出信號(hào)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(hào)來(lái)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(cè)量值測(cè)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(hào)轉(zhuǎn)換計(jì)算
量程0~60m/s,以0-10V輸出為例,當(dāng)輸出信號(hào)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(hào)來(lái)表達(dá),60m/s/10V=6m/s/V,即電壓每變化1V對(duì)應(yīng)風(fēng)速變化6m/s.測(cè)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(wú)需現(xiàn)場(chǎng)布線(xiàn),沒(méi)有距離限制,設(shè)備安裝的場(chǎng)所有網(wǎng)絡(luò)即可遠(yuǎn)程監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)。
工作拓?fù)鋱D
解讀詞條背后的知識(shí)
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大?。?span id="5rbvfxh" class="single-tag-height">97KB
頁(yè)數(shù): 3頁(yè)
評(píng)分: 4.4
文章對(duì)超聲波風(fēng)速儀示值的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行不確定度評(píng)定,分析了影響其量值的不確定度來(lái)源,給出了校準(zhǔn)結(jié)果的不確定度評(píng)定報(bào)告,保障了日常檢測(cè)中數(shù)據(jù)的可靠性。
格式:pdf
大小:97KB
頁(yè)數(shù): 未知
評(píng)分: 4.3
介紹了超聲波時(shí)差法風(fēng)速測(cè)量的基本原理,以及基于CPLD+MSP430低功耗測(cè)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(dòng)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(shí)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(cè)量方法,并且詳細(xì)敘述了超聲波測(cè)風(fēng)的實(shí)現(xiàn)過(guò)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。
備案信息
備案號(hào):72485-2020
備案月報(bào): 2020年第4號(hào)(總第240號(hào))
超聲波風(fēng)速傳感器(ultrasonicwind sensor);
超聲波風(fēng)速風(fēng)向儀;
超聲波風(fēng)速風(fēng)力計(jì)等。
斯來(lái)爾(天津)能源裝備有限公司在中國(guó)研發(fā)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售各型碳刷、免爬器及超聲波風(fēng)速風(fēng)向儀等產(chǎn)品,同時(shí)為國(guó)內(nèi)用戶(hù)提供技術(shù)支持及售后服務(wù)。