風(fēng)速風(fēng)向傳感器

在古代，人們就知道利用風(fēng)能開放出來風(fēng)車、帆船等，風(fēng)能作為清潔無污染，可持續(xù)發(fā)展的能源一直是開放利用的重點(diǎn)，很多地方都有風(fēng)力發(fā)電站，要想更好的利用風(fēng)能，我們得測(cè)量出風(fēng)速和風(fēng)向，我們可以利用風(fēng)速風(fēng)向傳感器來測(cè)量風(fēng)速和風(fēng)向，有一種風(fēng)速風(fēng)向傳感器的基于流量傳 感器制成的。

首先，通過流量傳感器將風(fēng)速大小轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，其值與來流風(fēng)速的大小成一種函數(shù)關(guān)系，再由A/D轉(zhuǎn)換芯片和運(yùn)算放大器將這兩個(gè)模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，由單片機(jī)為主控單元的發(fā)射機(jī)讀入并進(jìn)行處理，然后，單片機(jī)把處理完的數(shù)據(jù)包通過無線模塊發(fā)送給接受機(jī)，接收機(jī)以無線模塊進(jìn)行接收，接收機(jī)分析采集到數(shù)據(jù)，進(jìn)行記錄、保存、顯示。

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。

風(fēng)速風(fēng)向傳感器支持了新能源風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展。風(fēng)速和風(fēng)向也關(guān)系到建筑物的布局、自然通風(fēng)效果。正常的風(fēng)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)很有作用的，所以對(duì)風(fēng)速和風(fēng)向進(jìn)行測(cè)量對(duì)農(nóng)業(yè)也會(huì)有很大的幫助。風(fēng)有時(shí)候也會(huì)對(duì)人類的生活和生產(chǎn)造成災(zāi)害，甚至威脅到人的生命安全。

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)向傳感器測(cè)量原理

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(cè)量風(fēng)速和風(fēng)向。

● 無角度限制，可以同時(shí)測(cè)量風(fēng)速，風(fēng)向的瞬時(shí)數(shù)值。

● 無慣性測(cè)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(dòng)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(dòng)部件，監(jiān)測(cè)前需要低風(fēng)速啟動(dòng)。

● 只能測(cè)單一的一項(xiàng)。

● 在測(cè)量中，會(huì)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)向傳感器產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

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)向傳感器安裝方式

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(dòng)水平校正方向，便于精準(zhǔn)測(cè)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)向傳感器后期維護(hù)

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(dòng)的部件，易磨損，需定期維護(hù)檢查。

超聲波風(fēng)速風(fēng)向傳感器485型超聲波風(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)問詢幀結(jié)構(gòu)：

從機(jī)應(yīng)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(shè)備（地址0x01）的風(fēng)速和風(fēng)向?qū)崟r(shí)值

問詢幀

應(yīng)答幀

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)

超聲波風(fēng)速風(fēng)向傳感器模擬量型超聲波風(fēng)速風(fēng)向儀

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)場環(huán)境惡劣的檢測(cè)場合

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)。

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(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)。