常见的风速风向传感器有哪些?

      在气象学中,将风的来向称之为风向,将单位时间内空气移动的水平距离称为风速。在我国历史上,人们很早就开始对风速和风向进行监测,如东汉张衡发明的相风铜鸟,不仅能测风向,还能观测较大的风;随着科学技术的发展,现在主要通过监测仪对风速风向进行实时监测。

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用于测量风的方向的设备,我们称之为风向传感器。气象监测中,常用的风向传感器有哪些:

       1. 电磁式风向监测仪:利用电磁原理设计,由于原理种类较多,所以结构与有所不同,目前部分此类传感器已经开始利用陀螺仪芯片或者电子罗盘作为基本元件,其测量精度得到了进一步的提高。

       2. 光电式风向监测仪:这种风向传感器采用绝对式格雷码盘作为基本元件,并且使用了特殊定制的编码编码,以光电信号转换原理,可以准确的输出相对应的风向信息。

       3. 电阻式风向监测仪:这种风向传感器采用类似滑动变阻器的结构,将产生的电阻值的最大值与最小值分别标成360°与0°,当风向标产生转动的时候,滑动变阻器的滑杆会随着顶部的风向标一起转动,而产生的不同的电压变化就可以计算出风向的角度或者方向了。

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风速传感器是一种直接对风进行测量的设备,常用的风速监测仪有哪些:

       1. 旋转风杯式风速传感器:它由三个或四个圆锥形或半球形的空杯组成,根据风杯的转速(每秒钟转的圈数)就可以确定风速的大小。它利用风吹动风杯所形成的不同转速的原理设计,由于采用了半机械结构,所以这种传感器的机身极为坚固。

       2. 风扇式传感器:它采用了与风杯式传感器类似的原理,但是由于采用竖式固定机身设计,所以绝大部分风扇式风速传感器都没有在风向变化的情况下完成测量工作的能力。

       3. 热风式风速传感器:采用热敏电阻原理设计,由于工作方式的差别,这种传感器又分为恒温风速传感器和恒流传感器。

       风向和风速传感器都属于使用方便,性能好,可靠性高的智能仪器仪表,可以广泛的用于测量温室,环保,气象站以及养殖等场所进行风向风速的测量。随着传感器技术的发展,科研人员利用超声波原理研发了一款既能测风速又能测风向的超声波传感器。

超声波风速风向传感器的工作原理:

       它利用超声波时差法来实现风速的测量,声音在空气中的传播速度,会和风向上的气流速度叠加。若超声波的传播方向与风向相同,它的速度会加快;反之,它的速度会变慢。因此,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。

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       我司生产的PR-3000-CFSFX风速风向变送器就是一款基于超声波原理研发的风速风向监测仪。设备将超声波探头采用顶部倒挂式设计,使它们能够在二维平面内循环发送和接收超声波,并且不受风沙雨雪的干扰,以超声波在空气中传播的时差通过内置的微处理器来计算出测量风速和风向的数值,通过集中器将数据以4G/GPRS的通讯方式将数据上传至监控中心或云平台,供用户查看。

       电阻式风向变送器和三杯式风速变送器都采用机械式结构设计,存在转动部件,监测前需要低风速启动,若风速低于启动值将不能驱动螺旋桨或者风杯进行旋转,就不能进行监测;与其相比超声波风速风向变送器最大的特点是,它无启动风速限制,能够在零风速的情况下工作,且可以同时获得风速和风向数值,并输出。

       目前对风速风向进行监测的仪器,主要有机械式和超声波式,虽二者之间各有优、缺点,它们都能进行快速而精确测量,所以在选购产品时,可结合具体的使用场所和要求来进行选择。