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超聲波風速傳感器在海洋監測中的重要性

2017-12-25

  風速傳感器" title="超聲波風速傳感器" target="_blank">超聲波風速傳感器是一種全數字化信號檢測儀器,可以通過超聲波在空氣中傳播的時間來計算風速,隨著人們對于海洋的開發與利用,這種設備也逐漸的在海洋領域得到了廣泛的應用因為人們在開發海洋的同時,也要預防海洋給人類帶來的災難,尤其是海面變化不定的風速問題因此風速傳感器成為了他們的首選產品。

  超聲波風速傳感器是利用超聲波時差法來實現風速的測量。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,若超聲波的傳播方向若與風向相反,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對應。通過計算即可得到精確的風速和風向。由于聲波在空氣中傳播時,它的速度受溫度的影響很大;本風速儀檢測兩個通道上的兩個相反方向,因此溫度對聲波速度產生的影響可以忽略不計。在海洋領域使用風速傳感器是應該注意按照使用區域,通常可以分為遠洋與近海兩個范圍:

  1、風速傳感器的遠洋應用:大多數的海洋風暴其實都是來源于遠海地區,所以在這個位置設置氣象觀測平臺可以起到前期預測的作用,而目前為了研究海洋氣象變化,人們在遠海地區大量的設置了沿海氣象觀測平臺,不過由于遠海地區設備維護不方便、以及天氣環境惡劣的問題,目前這種氣象平臺使用的都是成本較低、但是堅固耐用儀器,比如三杯式風速傳感器。

  2、近海地區:在近海地區以及海岸等位置,通常人們會設置帶有風速傳感器的氣象站,由于這些區域維護、檢查等工作都比較方便,所以可以使用一些高成本的儀器,如超聲、光學等風速傳感器設備。

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  由于傳統的風速計有旋轉的機械部分使得這些移動的部分容易使得傳感器損壞,因此超聲波傳感器的設計在于避免任何的機械部分是為了確保更可靠的操作。同時超聲波傳感器有著長期的穩定性而不需要維護。關于聲音方面,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。CV7 傳感器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。結合測量計算出風速和根據基軸計算出風向。溫度測量則是用于校準。傳感器的設計減小傾角的影響(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) 。此外CV7 還可以傳輸了4 個獨立的測試數據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。

  在超聲波傳感器的應用中,超聲波風速傳感器它具有重量輕、沒有任何移動部件、堅固耐用的特點, 而且不需維護和現場校準,能同時輸出風速和風向。客戶可根據需要選擇風速單位、 輸出頻率及輸出格式。也可根據需要選擇加熱裝置(在冰冷環境下推薦使用)或模擬輸出。可以與電腦、數據采集器或其它具有RS485或模擬輸出相符合的采集設備連用。如果需要,也可以多臺組成一個網絡進行使用。超聲波風速風向儀是一種較為先進的測量風速風向的儀器。 由于它很好地克服了機械式風速風向儀固有的缺陷, 因而能全天候地、長久地正常工作,越來越廣泛地得到使用。它將是機械式風速儀的強有力替代品。


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