風(fēng)速風(fēng)向傳感器在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用
2025-05-21 14:06:22 來源： 點(diǎn)擊：451 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(huì)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，用來測(cè)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(cè)方面得到了廣泛的應(yīng)用。
在氣象領(lǐng)域，對(duì)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(cè)量氣溫、相對(duì)濕度、光照度、雨量、風(fēng)速、風(fēng)向、氣壓等氣象要素，對(duì)于風(fēng)速風(fēng)向的監(jiān)測(cè)，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(dòng)探測(cè)、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(duì)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(huì)指風(fēng)吹過來的方向。為了保持對(duì)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(cè)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(guó)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(zhǎng)期使用無銹琢現(xiàn)象，風(fēng)向變送器長(zhǎng)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(dòng)慣量小，響應(yīng)靈敏；采用高性能進(jìn)口軸承，轉(zhuǎn)動(dòng)阻力小，測(cè)量精確；防電磁干擾處理。它采用類似滑動(dòng)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(dòng)的時(shí)候，滑動(dòng)變阻器的滑桿會(huì)隨著頂部的風(fēng)向標(biāo)一起轉(zhuǎn)動(dòng)，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(dòng)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(dòng)阻力小，測(cè)量精確；當(dāng)風(fēng)杯轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)同軸的多齒截光盤或磁棒轉(zhuǎn)動(dòng)，通過電路得到與風(fēng)杯轉(zhuǎn)速成正比的脈沖信號(hào)，該脈沖信號(hào)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(dòng)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(yáng)能氣象站中，對(duì)風(fēng)速風(fēng)向進(jìn)行監(jiān)測(cè)，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(tái)。
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(cè)中使用。現(xiàn)在，隨著人們對(duì)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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