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2019年3月6日 星期三

FT Technologies - Ultrasonic wind sensors


來源ISweek工采网
超音波風速感測器是一種全數位化信號檢測儀器,可以通過超音波,在空氣中傳播的時間來計算風速,被廣泛用於礦井,森林,氣象監控等多個領域中。今天小編就來簡單介紹一下超音波風速感測器

超音波風速感測器,主要是利用超音波時差法,來實現風速的測量,聲音在空氣中的傳播速度,會和風向上的氣流速度疊加。若超音波的傳播方向與風向相同,它的速度會加快;反之,它的速度會變慢。因此,在固定的檢測條件下,超音波在空氣中傳播的速度,可以和風速函數對應,透過計算即可得到精確的風速和風向。

經過壓差改變原理
在活動方向上設置一個固定的障礙物(孔板、噴嘴等),這樣依據流速不同便會發作一個壓差。經過丈量壓差,能夠轉換成流速的丈量。

熱量搬運原理
一文带你看懂超声波风速传感器

依據卡曼渦街理論(見圖一),在無限界流場中,筆直刺進一根無限長的非線性阻力體(即旋渦發作體C,風速感測器的探頭橫桿),當風流流經旋渦發作體C時,在漩渦發作體邊緣下流側,會發作兩排交替的、內旋的旋渦列(即氣流旋渦),而旋渦的發作頻率f正比於流速V,用公式表明如下:f=StV/d

有以上公式我們還可以得出以下結論:當在風速感測器與換能器之間,設置一個阻擋體,當流動的空氣經過阻擋體時,在其下方產生兩列內旋相互交替的旋渦。由於旋渦對超音波的阻擋作用,超音波換能器將會收到,強度隨旋渦頻率變化的超音波,當旋渦沒有阻擋超音波時,接收到的超音波強度最大當旋渦正好阻擋超音波時,接收到的超音波強度最小。

超音波換能器將接收到的頻率信號,送入頻率/電壓轉換模組,轉換成電壓,二者成線性正比關係,即電壓和風速成線性正比關係。因此超音波風速感測器,就是使用超音波旋渦調制的原理,來測定旋渦頻率的。

綜上所述可見超音波風速感測器在很多地方,給人們帶來的不僅是數據,更是安全地保障,而傳統的方法對風速、風量的測量,往往存在精確度不高,成本太高,穩定性較差等問題。

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技術人員引薦的法國LCJ Capteurs 超音波風速感測器——CV7-OEM是最新、最精確的堅固型風速感測器,可透過緊湊的風感測器,實現較高的準確度和連續的風速風向數據收集。無需維護,能夠在最極限條件下,達到最高標準操作水準,此外關於聲音方面,聲音則是在交叉口由流動的物體傳輸。

傳輸是是由電子聲學感測器(1)用超音波信號(2)在他們之間通信,沿著正交軸, 由風速(3)引起音波傳輸時間不同。法國LCJ Capteurs 超音波風速感測器 - CV7-OEM,則是在他們之間通信傳輸 4 種不同的測試,然而測試得到的食量頭部風用於計算。結合測量計算出風速和根據基軸計算出風向。溫度測量則是用於校準。感測器的設計減小傾角的影響(4)(感測器傾角的影響能被部分校正,是由於感測器空間的形狀) 。

另一方面CV7 還可以傳輸了4 個獨立的測試數據,以保證檢查用於頭風矢量計算的正確性,這個方法給出了 0.15m/S的風速靈敏度,卓越的線性度,可達到 40m/S。可廣泛應用於國防和航空航太氣象領域,比如無人機、地面發射及回收站、配套氣象站等。



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