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超声波风速

超声波风速风向仪工作原理

时间:2013-11-02 11:04:38  来源:

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W到E的时间和E到W的时间。(N= 北,S= 南,E= 东,W= 西)

  例如,如果风从北面吹来,超声波从N到S的时间就会比从S到N的时间短,而从W到E和从E到W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.

  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W到E的时间和E到W的时间。(N= 北,S= 南,E= 东,W= 西)

  例如,如果风从北面吹来,超声波从N到S的时间就会比从S到N的时间短,而从W到E和从E到W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。

  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U、V、W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U、V和W方向的风速与温度、大气压、降雨以及相对湿度没有关系,只要它们在超声波风速风向仪可操作范围之内。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20或32Hz。 测量次序最大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)23数学运算12

  超声波发射L>UU>LL>UU>LL>UU>LL>UU>LL>U

  模拟输入测量1、2、3和4或PRT

  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

 超声波风速风向仪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20Hz、32Hz或平均时间采样(请参考10.2章节Fxy和Px)。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超声波风速风向仪软件或用超级终端来设定Fx或Px命令



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