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螺旋桨式风速传感器工作原理
我们知道电扇由电动机带动风扇叶片旋转,在叶片前后产生一个压力差,推动气流流动。螺旋浆式风速计的工作原理恰好与此相反,对准气流的叶片系统受到风压的作用,产生一定的扭力矩使叶片系统旋转。通常螺旋桨式速传感器通过一组三叶或四叶螺旋桨绕水平轴旋转来测量风速,螺旋桨一般装在一个风标的前部,使其旋转平面始终正对风的来向,它的转速正比于风速。
风杯式风速传感器工作原理
风杯式风速传感器,是一种十分常见的风速传感器,较早由英国鲁宾孙发明。感应部分是由三个或四个圆锥形或半球形的空杯组成。空心杯壳固定在互成120°的三叉星形支架上或互成90°的十字形支架上,杯的凹面顺着一个方向排列,整个横臂架则固定在一根垂直的旋转轴上。
当风从左方吹来时,风杯1与风向平行,风对风杯1的压力在较直于风杯轴方向上的分力近似为零。风杯2与3同风向成60度角相交,对风杯2而言,其凹面迎着风,承受的风压较大;风杯3其凸面迎风,风的绕流作用使其所受风压比风杯2小,由于风杯2与风杯3在垂直于风杯轴方向上的压力差,而使风杯开始顺时针方向旋转,风速越大,起始的压力差越大,产生的加速度越大,风杯转动越快。
风杯开始转动后,由于杯2顺着风的方向转动,受风的压力相对减小,而杯3迎着风以同样的速度转动,所受风压相对增大,风压差不断减小,经过一段时间后(风速不变时),作用在三个风杯上的分压差为零时,风杯就变作匀速转动。这样根据风杯的转速(每秒钟转的圈数)就可以确定风速的大小。
当风杯转动时,带动同轴的多齿截光盘或磁棒转动,通过电路得到与风杯转速成正比的脉冲信号,该脉冲信号由计数器计数,经换算后就能得出实际风速值。目前新型转杯风速表均是采用三杯的,并且锥形杯的性能比半球形的好,当风速增加时转杯能迅速增加转速,以适应气流速度,风速减小时,由于惯性影响,转速却不能立即下降,旋转式风速表在阵性风里指示的风速一般是偏高的成为过高效应(产生的平均误差约为10%)
超声波风速传感器工作原理
超声波风速传感器的工作原理是利用超声波时差法来实现风速的测量。由于声音在空气中的传播速度,会和风向上的气流速度叠加。假如超声波的传播方向与风向相同,那么它的速度会加快;反之,若超声波的传播方向若与风向相反,那么它的速度会变慢。所以,在固定的检测条件下,超声波在空气中传播的速度可以和风速函数对应。 通过计算即可得到精确的风速和风向。由于声波在空气中传播时,它的速度受温度的影响很大;风速传感器检测两个通道上的两个相反方向,因此温度对声波速度产生的影响可以忽略不计。
超声波风速传感器它具有重量轻、没有任何移动部件、坚固耐用的特点, 而且不需维护和现场校准,能同时输出风速和风向。客户可根据需要选择风速单位、 输出频率及输出格式。也可根据需要选择加热装置(在冰冷环境下推荐使用)或模拟输出。可以与电脑、数据采集器或其它具有RS485或模拟输出相符合的采集设备连用。如果需要,也可以多台组成一个网络进行使用。
超声波风速风向仪是一种较为**的测量风速风向的仪器。 由于它很好地克服了机械式风速风向仪固有的缺陷, 因而能全天候地、长久地正常工作,越来越广泛地得到使用。它将是机械式风速仪的强有力替代品。
超声波风速传感器特点:
1、采用声波相位补偿技术,精度更高;
2、采用随机误差识别技术,大风下也可**测量的低离散误差,使输出更平稳;
3、针对细雨,浓雾天气的测量补偿技术,具有更强的环境适应力;
4、数字滤波技术,抗电磁干扰能力更强;
5、无启动风速限制,零风速工作,适合室内微风的测量,无角度限制(360°*),同时获得风速、风向的数据;
6、测量精度高;性能稳定;低功耗不需校准;
7、结构坚固,仪器抗腐蚀性强,在安装和使用时*担心损坏;
8、设计灵活,轻巧,携带轻便,安装、拆卸容易;
9、信号接入方便,同时提供数字和模拟两种信号;
10、不需维护和现场校准, 真正的0~359°工作 (无死角)。
风向风速传感器的应用
风向传感器和风速传感器虽然是两种完全独立的传感器,但大多数情况下,这两种传感器是整合在同一测量设备中,通过综合处理数据信息,共同发挥作用的。
风向风速传感器在气象领域的应用
在气象领域,通常需要对许多种自然现象进行观察,如风速与气象的变化,当然还有风向的变化,对于风向的测量工作,现在基本是使用风向仪或者风向传感器设备来解决这个问题。
地面风向变化的测量:在沙漠、高原地区的风沙治理工作中,通常人们需要注意气流流动的速度与风向的变化,这样可以掌握到更多的气象数据,一边制定更完善的治理方案,所以在整个过程中用到风向传感器这种气象设备。
海洋风暴预警:可以说海洋气象预警系统是风向传感器在气象领域重要应用之一,它为海洋气象预警系统提供的风向变化数据,是预测台风覆盖范围以及“运行”轨迹的重要参数之一
风向风速传感器在煤矿领域的应用
安装在矿井中的通风设备,往往型号不一,而且其工作功率也有着较大的差别,所以需要使用风速传感器设备对各个通风道的风速值进行监视,防止某个位置的通风率过低而出现的有害气体浓度过高的现象出现。
其实为了确保各大、中、小型煤矿生产工作安全的进行,根据相关规定,在煤矿中应该安装风速传感器设备,在每一个采矿区、翼回风巷以及总回风巷都应该设置风速传感器设备,而掘进工作面就属于采矿区的一部分,因此掘进工作面,是需要安装风速传感器的。
其实在掘进面中需要安装风速传感器还有一个主要的原因,就是通常煤矿中的甲烷、一氧化碳、瓦斯等有害气体往往从掘进面出现的概率较大,甚至有些气体在地下形成的“气室”中的气体直接就是一些有害性气体,因此煤矿中需要在每个位置都安装风速传感器并连接通风设备。