Моніторинг і принцип роботи ультразвукового датчика швидкості вітру

Ультразвуковий перетворювач швидкості та напрямку вітру є одним із важливих метеорологічних елементів. Особливо при будівництві навігаційних і аварійних автоматичних метеостанцій, встановлених на автомобілях, необхідні мобільні системи вимірювання швидкості та напрямку вітру. Крім того, необхідні виявлення навколишнього середовища, виявлення промислових повітропроводів і вимірювання небезпечних газів. Промислове виробництво та наукові дослідження потребують широкого застосування мобільних вимірювальних приладів вітру. Монітори швидкості та напрямку вітру, які зазвичай використовуються для моніторингу погоди, включаючи передавачі напрямку вітру стрілочного типу, передавачі швидкості вітру з трьома чашками та ультразвукові передавачі швидкості та напрямку вітру.

Передавач напрямку вітру роторного типу та передавач швидкості вітру з трьома чашками мають механічну конструкцію та мають обертові частини. Перед моніторингом необхідна низька швидкість вітру. Якщо датчик швидкості вітру нижчий за початкове значення, пропелер або вітряний стакан не зможуть обертатися та контролювати; а через наявність рухомих частин він схильний до зношування та пошкоджень під час несприятливих погодних умов. У той же час, завдяки наявності тертя, механічний покажчик швидкості та напрямку вітру також має початкову швидкість вітру. Датчик швидкості вітру, нижчий за початкове значення, не спричиняє обертання пропелера чи вітряної чаші. Тому механічний анемометр не зможе виміряти, якщо швидкість вітру нижча за початкову швидкість вітру. Для того, щоб подолати недоліки, властиві традиційним покажчикам швидкості та напрямку вітру, з’явився новий тип ультразвукового індикатора швидкості та напрямку вітру. Ультразвуковий анемометр швидкості вітру – це вимірювальний датчик або вимірювальний прилад, який обчислює швидкість і напрямок вітру шляхом надсилання звукових імпульсів і вимірювання різниці в часі або частоті (перетворення Доплера) на приймальному кінці.

Принцип роботи ультразвукового датчика швидкості вітру та датчика напрямку
Принцип роботи ультразвукового датчика швидкості вітру полягає у використанні ультразвукового методу різниці в часі для вимірювання швидкості та напрямку вітру. Через швидкість поширення звуку в повітрі вона буде накладатися на швидкість повітряного потоку вгору. Якщо напрямок поширення ультразвукової хвилі збігається з напрямком вітру, то її швидкість буде прискорена; навпаки, якщо напрямок поширення ультразвукового датчика швидкості вітру протилежний напрямку вітру, то його швидкість зменшиться. Таким чином, за фіксованих умов виявлення швидкість поширення ультразвукової хвилі в повітрі може відповідати функції швидкості вітру. Точну швидкість і напрям вітру можна отримати шляхом розрахунку. Оскільки звукова хвиля поширюється в повітрі, на її швидкість сильно впливає температура; датчик швидкості вітру визначає два протилежні напрямки на двох каналах, тому вплив температури на швидкість звукової хвилі незначний.

Перетворювач для ультразвукового датчика вітру має такі характеристики, як легка вага, відсутність рухомих частин, міцність і не вимагає обслуговування та калібрування на місці. Він може видавати швидкість і напрям вітру одночасно. Клієнти можуть вибрати одиницю швидкості вітру, вихідну частоту та вихідний формат відповідно до своїх потреб. Ви також можете вибрати нагрівальний пристрій (рекомендований для використання в умовах льоду) або аналоговий вихід відповідно до ваших потреб. Його можна використовувати в поєднанні з комп'ютерами, збирачами даних або іншими пристроями збору з RS485 або аналоговим виходом. При необхідності кілька блоків також можна використовувати як мережу.

Ультразвуковий датчик швидкості вітру та індикатор напрямку є більш досконалим інструментом для вимірювання швидкості та напрямку вітру. Оскільки він усуває властиві дефекти механічного покажчика швидкості та напрямку вітру, він може нормально працювати цілий день і протягом усього дня, і його використовують дедалі ширше. Це буде потужна альтернатива механічним анемометрам.

Широкий діапазон застосувань:
метеорологія, океан, навколишнє середовище, аеропорт, порт, лабораторія, промисловість, сільське господарство та транспорт.
Зі швидким розвитком Інтернету речей ультразвуковий датчик швидкості та напрямку вітру може подолати властиві дефекти механічного індикатора швидкості та напрямку вітру, тому він може нормально працювати цілий день і протягом усього дня, і його використовують усе ширше. У майбутньому це буде потужна альтернатива механічним анемометрам.