在氣象學中,將風的來向稱之為風向,將單位時間內(nèi)空氣移動的水平距離稱為風速。在我國歷史上,人們很早就開始對風速和風向進行監(jiān)測,如東漢張衡發(fā)明的相風銅鳥,不僅能測風向,還能觀測較大的風;隨著科學技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)在主要通過監(jiān)測儀對風速風向進行實時監(jiān)測。
目前,在氣象監(jiān)測中使用較多的風向監(jiān)測儀有很多種,歸納起來主要有電磁式、光電式及電阻式等幾大類:
電磁式風向監(jiān)測儀:利用電磁原理設(shè)計,由于原理種類較多,所以結(jié)構(gòu)與有所不同,目前部分此類傳感器已經(jīng)開始利用陀螺儀芯片或者電子羅盤作為基本元件,其測量精度得到了進一步的提高。
光電式風向監(jiān)測儀:這種風向傳感器采用絕對式格雷碼盤作為基本元件,并且使用了特殊定制的編碼編碼,以光電信號轉(zhuǎn)換原理,可以準確的輸出相對應(yīng)的風向信息。
電阻式風向監(jiān)測儀:這種風向傳感器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成360°與0°,當風向標產(chǎn)生轉(zhuǎn)動的時候,滑動變阻器的滑桿會隨著頂部的風向標一起轉(zhuǎn)動,而產(chǎn)生的不同的電壓變化就可以計算出風向的角度或者方向了。
我司生產(chǎn)的建大仁科360°風向傳感器RS-FXJT-N01-360就是一種電阻式風向監(jiān)測儀。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成360°與0°,當風向標產(chǎn)生轉(zhuǎn)動的時候,滑動變阻器的滑桿會隨著頂部的風向標一起轉(zhuǎn)動,而產(chǎn)生的不同的電壓變化就可以計算出風向的角度或者方向了;它機械強度大,硬度高,設(shè)備結(jié)構(gòu)及重量經(jīng)過精心設(shè)計及分配,轉(zhuǎn)動慣量小,響應(yīng)靈敏;采用高性能進口軸承,轉(zhuǎn)動阻力小,測量精確;具有良好的防電磁干擾處理能力。
風速傳感器是一種直接對風進行測量的設(shè)備。根據(jù)不同的原理,風速傳感器主要分為旋轉(zhuǎn)風杯式風速傳感器、風扇式風速儀及熱風式風速傳感器等。
我司生產(chǎn)的風速傳感器RS-FSJT采用三杯設(shè)計理念,使用高性能進口軸承,轉(zhuǎn)動阻力小,測量精確;當風杯轉(zhuǎn)動時,帶動同軸的多齒截光盤或磁棒轉(zhuǎn)動,通過電路得到與風杯轉(zhuǎn)速成正比的信號,該信號由計數(shù)器計數(shù),經(jīng)換算后得出實際風速值;其外形小巧輕便,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)計及分配,轉(zhuǎn)動慣量小,響應(yīng)靈敏;外殼采用聚碳酸酯復(fù)合材料設(shè)計,具有良好的防腐、防侵蝕、抗暴曬等特點;其中新5V供電的風速傳感器還具有防接反保護、防過壓保護功能。
隨著傳感器技術(shù)的發(fā)展,基于超聲波原理研發(fā)的風速風向監(jiān)測儀也被應(yīng)用到氣象監(jiān)測中來。
我司生產(chǎn)的超聲波風速風向變送器RS-CFSFX-N01-2就是一款基于超聲波原理而研發(fā)生產(chǎn)的監(jiān)測儀。設(shè)備將超聲波探頭采用頂部倒掛式設(shè)計,使它們能夠在二維平面內(nèi)循環(huán)發(fā)送和接收超聲波,并且不受風沙雨雪的干擾,以超聲波在空氣中傳播的時差通過內(nèi)置的微處理器來計算出測量風速和風向的數(shù)值,通過集中器將數(shù)據(jù)以4G/GPRS的通訊方式將數(shù)據(jù)上傳至監(jiān)控中心或云平臺,供用戶查看。
電阻式風向變送器和三杯式風速變送器都采用機械式結(jié)構(gòu)設(shè)計,存在轉(zhuǎn)動部件,監(jiān)測前需要低風速啟動,若風速低于啟動值將不能驅(qū)動螺旋槳或者風杯進行旋轉(zhuǎn),就不能進行監(jiān)測;與其相比超聲波風速風向變送器最大的特點是,它無啟動風速限制,能夠在零風速的情況下工作,且可以同時獲得風速和風向數(shù)值,并輸出。
目前對風速風向進行監(jiān)測的儀器,主要有機械式和超聲波式,雖二者之間各有優(yōu)、缺點,它們都能進行快速而精確測量,所以在選購產(chǎn)品時,可結(jié)合具體的使用場所和要求來進行選擇。