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超声波风速风向仪工作原理


工作原理

WindSonic超声波风速风向仪测量超声波从N传感器到S传感器传输的时间,并与S传感器到N传感器传输的时间相比较。同理,比较超声波从WE的时间和EW的时间。(N= ,S= ,E= ,W= 西)

例如,如果风从北面吹来,超声波从NS的时间就会比从SN的时间短,而从WE和从EW的传输时间却是一样的。通过计算超声波在两点之间的传输的时间差,就可以计算出风的速度和方向。这种计算方法与其它因素如温度没有关系.

WindObserverII测量超声波从N传感器到S传感器传输的时间,并与S传感器到N传感器传输的时间相比较。同理,比较超声波从WE的时间和EW的时间。(N= ,S= ,E= ,W= 西)
 

例如,如果风从北面吹来,超声波从NS的时间就会比从SN的时间短,而从WE和从EW的传输时间却是一样的。通过计算超声波在两点之间的传输的时间差,就可以计算出风的速度和方向。这种计算方法与其它因素如温度没有关系。

Windmaster超声波风速风向仪测量超声波从上面的发射器到达下面的接收器之间的时间,并且与相反方向传输的时间相比较。同样地也比较其它上下两对发射器和接收器之间超声波传输的时间。

如图1所示,通过测量每一轴上的超声波传输时间差可以计算出沿着该轴方向的风速。这一计算方法与其它因素比如温度等无关。通过三个轴方向的风速,可计算出UVW风速或极、W风速。从图1我们可以看出,我们可以从超声波传输时间来计算出空气中的声速,而声温是通过如下公式来计算的。

Tst=C12/403

其中:

Tst  = 声温

C1  = 声速

注意:本公式并没有考虑相对湿度的影响。

温度、大气压、降雨和湿度的影响

计算出的UVW方向的风速与温度、大气压、降雨以及相对湿度没有关系,只要它们在WindMaster可操作范围之内。但是计算出的声温/声速就必须要进行校正,仅仅作为环境温度的参考。

测量次序

下表显示的是各超声波发射器的发射次序。

根据所设定的输出频率,采样频率会自动选择到2032Hz

测量次序

蕞大50ms(采样20Hz时)或31ms(采样32Hz时)

下一循环

超声波测量轴

1

(典型6ms

2

3

数学运算

1

2

超声波发射

L>U

U>L

L>U

U>L

L>U

U>L

L>U

U>L

L>U

模拟输入测量

1234PRT

 

 

 

串口通信

 

 

上一次测量的数据

           


 

 

 

 

 

 

L> U 从下面往上发送超声波

U> L 从上面往下发送超声波

模拟输入和PRT输入将会在第8.3章节所介绍的输出下同步进行取样。

信号处理

瞬时取样

WindMaster可以在选定的输出频率下(不用平均处理),直接输出采样数据。可以选择在20Hz32Hz或平均时间采样(请参考10.2章节FxyPx。这适用于风速风向和声温的输出。所有的采样数据都用一个状态代码传送。

重测激活

在该模式下,如果发现了一个错误的取样,仪器就会在设定的时间参数下重新发送一个超声波。

校准激活/禁止

校准功能(提供指示点和传感器屏蔽补偿)可以禁止不正确的操作、退回到初始。

      

       选择上述参数是通过GILL Wind软件或用超级终端来设定FxPx命令

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英国GillInstrumentsLtd.公司生产的二维和三维超声风速风向仪是用于高要求、高精度测量风速风向的场所,如气象、海洋、建筑、农业、风机、环境、大桥、公路、隧道和港口等。它是替代传统机械式风标风速仪的新一代的高精密高可靠性产品。风速和风向的实际数据和图形能直接显示在计算机上。

 

GILL是全球第一家开始做超声风速风向仪的公司,有30多年的经验,处于世界领先水平。GILL主要做超声风速风向仪,其他产品几乎不做,所以是一家蕞专业的超声风速风向仪制造商。

 

英国Gill公司超声波风速风向仪的蕞大特点是:

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