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超声波风速风向传感器测量风速风向的原理

发布时间:2022-01-08  浏览量:8840
 

风速是指单位时间内的风流距离;风力是指当风吹到物体上时的风力。通常风速越大,风力的等级就越高,破坏力就越大。

一、风速风向测量的重要性

气象研究的重要指标之一就是风速和风向。风速风向不仅对气象研究等工作意义重大,而且对人们的生活也有很大的影响,所以人们对风速风向的关注度也很高。提前测量风速和风向就会对各项活动的顺利开展有一定的帮助。

二、测量风速和风向的方法是什么?

根据测量原理的不同可以分为:传统测量、机械式测量、超声波式测量和量热式测量等。

传统的风速风向传感器测量法

1、风向测量:使用风向标

风向标对的风向箭头指示当时的风向。每当风向标跟气流的方向行程一个角度时,气流就会对风向标的尾翼产生一定的压力。其尺寸与风向标几何形状在气流方向垂直面上的投影成比例。风向标的头部迎风面积比尾部迎风面积要小。风压会让风向标绕垂直轴转动到风向标跟气流平行的状态。从风向标和固定主轴承指示杆之间的相对位置可以很容易地观察到风向。

超声波风速风向传感器

2、风速测量:使用风速仪

风速仪上有一个矩形风压板,风压板旁边安装有一个长短齿弧形框架。风压板提起的长短齿数表示风力。风力越大,风速水平越高。

机械测风速风向传感器测量法

机械测式风速风向传感器以箭头式风向传感器和三杯式风速传感器最为常见,如三杯式风速传感器是由三、四个圆锥形或半球形的空杯组成其感应部位。安装时,空心杯的壳体需要固定在三叉星形支架上或者十字形支架上,空杯凹面的排列方向是相同的,横臂架需要固定在一根垂直的旋转轴上。

超声波风速风向传感器

超声波风速风向传感器测量法

超声波风速风向传感器的工作原理是利用超声波时差法测量风速和风向。因为声音在空气中的传播速度会与风向上的空气速度相叠加。超声波的传播方向跟风向一样时,设备的速度就会变快,超声波的传播方向跟风向相反时,设备的速度会变慢。所以说,在相同的监测条件下,可以通过计算来获得准确的风速和风向。

量热原理测量方法

利用量热原理测量风速的一个典型例子是风速计。它的测量原理是把一根细金属丝放到流体中,再用电流把金属丝加热,让金属丝的温度比流体的温度要高。因此,金属丝风速计被称为“热线”。当流体沿垂直方向流过导线时,它将带走导线的部分热量并降低导线的温度。风速计是可以测量低风速的仪器。它由一个热球探头和一个测量仪器组成。热电偶的冷端与磷铜柱相连,并直接暴露在气流中。每当有电流从加热环通过时,玻璃球的温度就会升高,增加的程度与风速有关,风速小时增加的程度大;相反,增长幅度很小。上升幅度由热电偶在仪表上指示。根据仪表读数,检查修正曲线,找出当前风速。


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