風(fēng)速風(fēng)向傳感器在環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用
2025-05-21 14:06:22 來源： 點(diǎn)擊：222 喜歡：0
風(fēng)無時(shí)無刻的影響著我們的生活，到了現(xiàn)代社會，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，用來測量風(fēng)的方向和大小的的風(fēng)速風(fēng)向傳感器得到了在氣象監(jiān)測方面得到了廣泛的應(yīng)用。
在氣象領(lǐng)域，對多種自然現(xiàn)象的觀察是通過氣象站來完成的，主要用于測量氣溫、相對濕度、光照度、雨量、風(fēng)速、風(fēng)向、氣壓等氣象要素，對于風(fēng)速風(fēng)向的監(jiān)測，就依靠風(fēng)速風(fēng)向傳感器來解決。
風(fēng)向傳感器以風(fēng)向箭頭的轉(zhuǎn)動探測、感受外界的風(fēng)向信息，并將其傳遞給同軸碼盤，同時(shí)輸出對應(yīng)風(fēng)向相關(guān)數(shù)值的一種物理裝置；它主體采用風(fēng)向標(biāo)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，當(dāng)風(fēng)吹向風(fēng)向標(biāo)的尾部的尾翼的時(shí)候，風(fēng)向標(biāo)的箭頭就會指風(fēng)吹過來的方向。為了保持對于方向的敏感性，同時(shí)還采用不同的內(nèi)部機(jī)構(gòu)來給風(fēng)速傳感器辨別方向。
風(fēng)速傳感器是一種可以連續(xù)測量風(fēng)速和風(fēng)量（風(fēng)量=風(fēng)速x橫截面積）大小的傳感器。比較常見的風(fēng)速傳感器是風(fēng)杯式風(fēng)速傳感器，最早由英國魯賓孫發(fā)明。感應(yīng)部分是由三個(gè)或四個(gè)圓錐形或半球形的空杯組成。空心杯殼固定在互成120°的三叉星形支架上或互成90°的十字形支架上，杯的凹面順著一個(gè)方向排列，整個(gè)橫臂架則固定在一根垂直的旋轉(zhuǎn)軸上。
聚碳風(fēng)向傳感器和聚碳風(fēng)速傳感器是采用聚碳酸酯復(fù)合材料制造的，具有良好的防腐、防侵蝕的特點(diǎn)；能夠保證風(fēng)速變送器在長期使用無銹琢現(xiàn)象，風(fēng)向變送器長期使用不變形。
聚碳風(fēng)向傳感器機(jī)械強(qiáng)度大，硬度高，設(shè)備結(jié)構(gòu)及重量經(jīng)過精心設(shè)計(jì)及分配，轉(zhuǎn)動慣量小，響應(yīng)靈敏；采用高性能進(jìn)口軸承，轉(zhuǎn)動阻力小，測量精確；防電磁干擾處理。它采用類似滑動變阻器的結(jié)構(gòu)，將產(chǎn)生的電阻值的最大值與最小值分別標(biāo)成360°與0°，當(dāng)風(fēng)向標(biāo)產(chǎn)生轉(zhuǎn)動的時(shí)候，滑動變阻器的滑桿會隨著頂部的風(fēng)向標(biāo)一起轉(zhuǎn)動，而產(chǎn)生的不同的電壓變化就可以計(jì)算出風(fēng)向的角度或者方向了。
聚碳風(fēng)速傳感器外形小巧輕便，具有良好的防電磁干擾功能；采用底部出線的方式，完全杜絕航空插頭橡膠墊老化問題；設(shè)備結(jié)構(gòu)及重量經(jīng)過精心設(shè)計(jì)及分配，轉(zhuǎn)動慣量小，響應(yīng)靈敏。它采用三杯設(shè)計(jì)理念，使用高性能進(jìn)口軸承，轉(zhuǎn)動阻力小，測量精確；當(dāng)風(fēng)杯轉(zhuǎn)動時(shí)，帶動同軸的多齒截光盤或磁棒轉(zhuǎn)動，通過電路得到與風(fēng)杯轉(zhuǎn)速成正比的脈沖信號，該脈沖信號由計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，經(jīng)換算后得出實(shí)際風(fēng)速值。
如在沙漠、高原地區(qū)的風(fēng)沙治理工作中，人們需要注意氣流流動的速度與風(fēng)向的變化，我們把風(fēng)速風(fēng)向傳感器安裝在太陽能氣象站中，對風(fēng)速風(fēng)向進(jìn)行監(jiān)測，將數(shù)據(jù)傳給氣象站，氣象整合所有的氣象信息后通過GPRS/4G的方式將數(shù)據(jù)上傳至風(fēng)沙治理監(jiān)控后臺。
隨著傳感器技術(shù)的發(fā)展，一些新式的風(fēng)速傳感器如超聲波風(fēng)速風(fēng)向變送器也開始在氣象監(jiān)測中使用。現(xiàn)在，隨著人們對風(fēng)能的重視利用，風(fēng)向風(fēng)速傳感器在氣象環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。
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