【導(dǎo)讀】空氣的流動也就形成了風，生活中的風通常根據(jù)不同的風速可以分為許多種，超過8級風力通常就是比較危險的，所以人們一直以來就比較重視風速測量工作，隨著傳感器技術(shù)、無線通信技術(shù)、計算技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，各種傳感器網(wǎng)絡(luò)將遍布我們生活環(huán)境，從而真正實現(xiàn)“無處不在的計算”。
空氣的流動也就形成了風，生活中的風通常根據(jù)不同的風速可以分為許多種，超過8級風力通常就是比較危險的，所以人們一直以來就比較重視風速測量工作，隨著傳感器技術(shù)、無線通信技術(shù)、計算技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，各種傳感器網(wǎng)絡(luò)將遍布我們生活環(huán)境，從而真正實現(xiàn)“無處不在的計算”。下面我們來了解一下風速傳感器的相關(guān)知識。
風速傳感器是一種使用方便，性能好，可靠性高的智能儀器儀表，可以廣泛的用于測量溫室，環(huán)保，氣象站以及養(yǎng)殖等場所風速。風速傳感器有很多種分類，主要可以分為皮托管式風速傳感器、螺旋槳風速傳感器、霍耳效應(yīng)電磁風速傳感器、熱線式風速傳感器以及超聲波式風速傳感器等。和傳統(tǒng)的風速傳感器相比，超聲波風速傳感器具有測量精度好、功能多的優(yōu)勢，而且它的探頭的結(jié)構(gòu)比較簡單，在很多應(yīng)用領(lǐng)域中他替代了傳統(tǒng)的風速風向傳感器。所以在一些野外精確測量工作中人們會選擇這種傳感器，例如：城市環(huán)境監(jiān)測、風力發(fā)電、氣象監(jiān)測、橋梁隧道、航海船舶、航空機場、各類風扇制造業(yè)、需要抽風排氣系統(tǒng)的行業(yè)等。
以下簡要介紹傳超聲波風速傳感器的一些應(yīng)用以法國LCJ Capteurs超聲波風速傳感器——CV7-OEM為例：
超聲波風速傳感器主要是利用超聲波時差法來實現(xiàn)風速的測量，聲音在空氣中的傳播速度，會和風向上的氣流速度疊加。若超聲波的傳播方向與風向相同，它的速度會加快;反之，它的速度會變慢。因此，在固定的檢測條件下，超聲波在空氣中傳播的速度可以和風速函數(shù)對應(yīng)通過計算即可得到精確的風速和風向。關(guān)于計算方式可以參考工采網(wǎng)小編寫的《超聲波風速傳感器測量原理》。
法國LCJ Capteurs超聲波風速傳感器——CV7-OEM是工釆網(wǎng)最新最精確的堅固型風速傳感器，可通過緊湊的風傳感器實現(xiàn)較高的準確度和連續(xù)的風速風向數(shù)據(jù)收集。無需維護，能夠在最極限條件下達到最高標準操作水平，此外關(guān)于聲音方面，聲音則是在交叉口由流動的物體傳輸。傳輸是是由電子聲學(xué)傳感器（1）用超聲波信號（2）在他們之間通信，沿著正交軸， 由風速（3）引起聲波傳輸時間不同。法國LCJ Capteurs超聲波風速傳感器——CV7-OEM則是在他們之間通信傳輸4種不同的測試，然而測試得到的食量頭部風用于計算。結(jié)合測量計算出風速和根據(jù)基軸計算出風向。溫度測量則是用于校準。傳感器的設(shè)計減小傾角的影響（4）（傳感器傾角的影響能被部分校正是由于傳感器空間的形狀）。另一方面CV7還可以傳輸了4個獨立的測試數(shù)據(jù)以保證檢查用于頭風矢量計算的正確性，這個方法給出了0.15m/S的風速靈敏度，卓越的線性度，可達到40m/S。可廣泛應(yīng)用于國防和航空航天氣象領(lǐng)域，比如無人機、地面發(fā)射及回收站、配套氣象站等。
應(yīng)用于風電行業(yè)中的傳感器
我國是最早開發(fā)利用風能的國家之一，但早期的風能利用僅局限于風車提水、灌溉等代替人力進行生產(chǎn)作業(yè)，并未開展規(guī)模化的開發(fā)與利用。隨著國際社會對能源安全、生態(tài)環(huán)境、異常氣候等問題的日益重視，減少化石能源燃燒，加快開發(fā)和利用可再生能源已成為世界各國的普遍共識和一致行動。風電作為技術(shù)成熟、環(huán)境友好的可再生能源，已在全球范圍內(nèi)實現(xiàn)大規(guī)模的開發(fā)應(yīng)用。
機械式的風速風向儀作為一種對天氣測量的設(shè)備，用來測量風的方向在大小，但是在使用中慢慢暴露出許多問題，影響了風電的效率。如：在風沙揚塵嚴重的場合以及腐蝕性嚴重的沿海場合軸承會過早由于異物及腐蝕而引起卡轉(zhuǎn)，其使用壽命不會超過1年半。在環(huán)境相對良好的場合，風速風向儀隨時使用一定時間后軸承的阻尼也會發(fā)生變化，其測量數(shù)據(jù)的誤差會隨著時間的推移越來越大，一般其使用壽命為3年左右。數(shù)據(jù)誤差太大，不僅發(fā)電效率低，而且會影響其他設(shè)備的壽命。大家都知道機械式的風速風向儀依靠軸承的轉(zhuǎn)動來完成測量，所以其精度及壽命基本取決于軸承。而在面對傳感器這個熱門的行業(yè)，許多廠家也看到了商機紛紛加入制造的大軍行業(yè)中為此制造了不同種類的超聲波風傳感器，而且均能很好地應(yīng)用于風力發(fā)電機組。詳細內(nèi)容請參考工采網(wǎng)資訊的《超聲波風速傳感器在風電行業(yè)中的發(fā)展前景》一文。
應(yīng)用于氣象領(lǐng)域的傳感器
在氣象領(lǐng)域，通常需要對許多種自然現(xiàn)象進行觀察，因而自動氣象站通過安裝不同的傳感器，可對大氣溫度，環(huán)境濕度，露點溫度，大氣壓力，平均風速風向，瞬時風速風向，紫外照射，降水量，土壤溫度，風力等級監(jiān)測等多種常規(guī)氣象要素。自動氣象站通過不同的傳感器采集地面氣象要素數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集完成后通過網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一傳輸?shù)綒庀筇骄繉W(xué)習(xí)服務(wù)器上，再經(jīng)氣象采集軟件處理各項數(shù)據(jù)，觀測的實時氣溫、氣壓、風向、風速等氣象數(shù)據(jù)通過專業(yè)氣象軟件傳出，并在氣象站主機上自觀顯示各項氣象要素值。不同自動氣象站點所觀測的氣象數(shù)據(jù)可以通過網(wǎng)絡(luò)上傳到學(xué)校網(wǎng)站上、供師生實時查尋，及時了解天氣變化情況。可見在氣象領(lǐng)域?qū)τ跉庀髷?shù)據(jù)的收集，通常比較受到人們的重視特別是在現(xiàn)今日益競爭激烈的測風儀器領(lǐng)域來說，迫切的需要一種能準確測量風速信息并且具有測量風向的功能的設(shè)備。對于氣象領(lǐng)域傳感器的應(yīng)用可參看靠《風速傳感器在氣象監(jiān)測領(lǐng)域的應(yīng)用及解決方案》一文。就目前大多數(shù)的風速收集工作而言其實都是通過超聲波風速傳感器來完成的，雖然它也有不足之處但是超聲波風速傳感器比同類設(shè)備相比，在不同的氣象環(huán)境下可以一更高的精度測量到更加準確的風速變化信息，而且在同一時間內(nèi)，超聲波傳感器的響應(yīng)時間也要高于同類設(shè)別，當需要測量周圍溫度的變化但又沒有溫度測量設(shè)備的時候，這個時候使用超聲波風速傳感器也可以測量到周圍溫度的變化，這就是超聲波風速傳感器的優(yōu)勢。
應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面的傳感器
在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，自然界的光、熱、水、氣的某種組合對某項生產(chǎn)有利，就形成有效的農(nóng)業(yè)自然資源。除了自然界的光、熱、水、氣對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有利此外風也是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的環(huán)境因子之一。在我國盛行季風，對作物生長有利其中風速適度對改善農(nóng)田環(huán)境條件起著重要作用。正常的風對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)很有作用的，所以對風速和風向進行測量對農(nóng)業(yè)也會有很大的幫助。然而在設(shè)施農(nóng)業(yè)中，如何獲取信息以調(diào)節(jié)農(nóng)作物生長環(huán)境顯得極為重要。其中涉及到關(guān)鍵技術(shù)中信息獲取手段是最重要的關(guān)鍵技術(shù)之一。因此需要對農(nóng)業(yè)氣象和環(huán)境進行適時監(jiān)測，監(jiān)測所用傳感器主要有電容式或應(yīng)變式傳感器構(gòu)成的氣壓傳感器、電阻式傳感器構(gòu)成的風向傳感器、基于熱量轉(zhuǎn)移原理或差壓原理構(gòu)成的風速傳感器是一種可以連續(xù)測量風速和風量（風量=風速x橫截面積）大小的常見傳感器，是農(nóng)業(yè)氣候自動監(jiān)測站風的參數(shù)測量的重要設(shè)備。風速傳感器應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面的詳細解決方案可參考工采網(wǎng)資訊《風速傳感器在農(nóng)業(yè)氣象環(huán)境方面的應(yīng)用》。
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