超声波风速风向仪原理

  在测风的各种仪器中，风杯风速计因为本钱较低，运用起来更快捷，是运用前史最长、最常用的一种仪器。但一起也存在着不少问题，如这些机械设备因具有移动部件而易磨损、体积较大、需求常常保护，且仪器支架和装置支架对丈量精度有着非常大的影响。其机械结构也或许遭到恶劣气候的危害，机械式风速风向仪还存在发动风速，低于发动值的风速将不能驱动螺旋桨或许风杯进行旋转，没有办法进行丈量。

  跟着开展，超声波风速风向仪走进群众视界。它选用固态规划，运用超声波在空气中传达速度受风的影响来丈量风速，克服了机械式风速风向仪的一些缺陷，不存在机械磨损、堵塞、冰冻等问题，也没有“机械惯性”，理论上可以丈量的风速规模下限为零，不存在发动风速；风速上限可以分局传感器间隔进行调整。

  在空气中，声波的传达速度被在风方向上的空气活动所改动。假如风向和声波的传达方向相同，就会进步声波的传达速度，反之则会削减声波的速度。在一个固定的丈量途径中，在不同的风速和风向上叠加而成的声波传达速度会导致不同的声波传达时刻。因此可以终究靠风速风量对超声脉冲在固定途径上两个方向的运送时刻差进行风速丈量。

  运用超声波丈量风速风向，其中心在于丈量超声波在空气中传达的时刻，即所谓的飞渡时刻。超声波从一个探头传送到另一个探头所需求的的时刻是与风速以及超声通路有关。顺风将使超声信号传达时刻递加，逆风将会使之递减。假如风速为零，信号双向的传输时刻持平。假如在两个不相干方向上一起丈量风速，就可以终究靠三角学组成核算出风速以及风向。顺次原理，超声波风速仪可只是运用三个探头即可确认平面中的风速分向。但是在实践规划中，因为涉及到信号强弱的问题，运用四个探头的规划也较常见。

  关于特定风向传达（如东西方向或南北方向），可选用一堆收发一体的超声波探头，确保两探头间隔不变，按东西或南北方向放置，以固定频率次序发射超声波，丈量两个方向上超声波抵达时刻，由此得到顺风的传达速度和逆风的传达速度，经过体系处理换算即可得到风速值。

  一般，超声波风速风向仪包括三个发送和接纳一体的超声波传感器，完成三维空间内风速和风向的丈量。测验仪具有环境和温度测验单元，由此丈量并补偿环境和温度对超声波传达速度的影响。超声波在空气中传达时，顺风与逆风方向传达的时刻差与待测风速具有线性关系。

  超声波风速风向测验仪硬件模块主要有超声波传感器、超声波发送驱动及接纳处理电路、实时时钟、FLASH、RS485、AD采样、探头温度丈量电路、探头加热电路等。

  超声波传感器模块：由超声波传感器和超声波发送驱动、接纳处理电路组成。超声波发送驱动将单片机发生的脉冲信号发送给超声波探头发射；超声波接纳探头接纳到超声波信号后，由接纳处理电路进行信号滤波、信号扩大及电压比较电路等，经过IO引脚发生中止输入到单片机。

  超声波收发操控模块：挑选当前作业的收发探头，发射、接纳脉冲信号，丈量超声波脉冲的接纳时刻，并核算风速、风向值。

  加热模块：在作业时分的温度较低的环境下，用于给四个超声波传感器加热，避免探头外表结冰，影响测验仪丈量。回来搜狐，检查更加多