zhang395438559 发表于 2011-9-7 10:19:23

超声波风速风向仪工作原理

摘要：
超声波风速风向仪工作原理


超声波风速风向仪测量超声波从N传感器到S传感器传输的时间，并与S传感器到N传感器传输的时间相比较。同理，比较超声波从W到E的时间和E到W的时间。(N= 北,S= 南,E= 东,W= 西)

　　例如，如果风从北面吹来，超声波从N到S的时间就会比从S到N的时间短，而从W到E和从E到W的传输时间却是一样的。通过计算超声波在两点之间的传输的时间差，就可以计算出风的速度和方向。这种计算方法与其它因素如温度没有关系.

　　超声波风速风向仪测量超声波从N传感器到S传感器传输的时间，并与S传感器到N传感器传输的时间相比较。同理，比较超声波从W到E的时间和E到W的时间。(N= 北,S= 南,E= 东,W= 西)

　　例如，如果风从北面吹来，超声波从N到S的时间就会比从S到N的时间短，而从W到E和从E到W的传输时间却是一样的。通过计算超声波在两点之间的传输的时间差，就可以计算出风的速度和方向。这种计算方法与其它因素如温度没有关系。

　　超声波风速风向仪测量超声波从上面的发射器到达下面的接收器之间的时间，并且与相反方向传输的时间相比较。同样地也比较其它上下两对发射器和接收器之间超声波传输的时间。

　　如图1所示，通过测量每一轴上的超声波传输时间差可以计算出沿着该轴方向的风速。这一计算方法与其它因素比如温度等无关。通过三个轴方向的风速，可计算出U、V、W风速或极、W风速。从图1我们可以看出，我们可以从超声波传输时间来计算出空气中的声速，而声温是通过如下公式来计算的。

　　Tst=C12/403

　　其中：

　　Tst = 声温

　　C1 = 声速

　　注意：本公式并没有考虑相对湿度的影响。

温度、大气压、降雨和湿度的影响

　　计算出的U、V和W方向的风速与温度、大气压、降雨以及相对湿度没有关系，只要它们在超声波风速风向仪可操作范围之内。但是计算出的声温/声速就必须要进行校正，仅仅作为环境温度的参考。

测量次序

　　下表显示的是各超声波发射器的发射次序。

　　根据所设定的输出频率，采样频率会自动选择到20或32Hz。 测量次序最大50ms(采样20Hz时)或31ms(采样32Hz时)下一循环

　　超声波测量轴1

　　(典型6ms)23数学_运算12

　　超声波发射L>UU>LL>UU>LL>UU>LL>UU>LL>U等

　　模拟输入测量1、2、3和4或PRT

　　串口通信上一次测量的数据

　　L> U 从下面往上发送超声波

　　U> L 从上面往下发送超声波

　　模拟输入和PRT输入将会在第8.3章节所介绍的输出下同步进行取样。

信号处理

　　瞬时取样

　超声波风速风向仪可以在选定的输出频率下(不用平均处理)，直接输出采样数据。可以选择在20Hz、32Hz或平均时间采样(请参考10.2章节Fxy和Px)。这适用于风速风向和声温的输出。所有的采样数据都用一个状态代码传送。

　　重测激活

　　在该模式下，如果发现了一个错误的取样，仪器就会在设定的时间参数下重新发送一个超声波。

　　校准激活/禁止

　　校准功能(提供指示点和传感器屏蔽补偿)可以禁止不正确的操作、退回到初始。

　　选择上述参数是通过超声波风速风向仪软件或用超级终端来设定Fx或Px命令


所属类别： 超声波风速

超声波气象站生产厂家：www.whfyfk.com

武汉富源飞科电子科技有限公司

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wjhhh 发表于 2011-9-7 13:42:17

请教：如果风从东北吹向西南，并且是从上往下45度吹风，即全部是刚好一半角度，如何处理？ 文中 x.x章节 如何... 是哪篇文献？ 现在这个产品(成品)的性能指标是多少？    谢谢

albert_w 发表于 2011-9-7 14:23:48

斜向的风...这个天气预报里面我真没听到过.

inkfish321 发表于 2011-9-7 14:32:14

搞这样的有什么好处？？？传统的风杯加光电计数不是更简单。。

biansf2001 发表于 2011-9-7 15:35:31

回复【2楼】albert_w
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没听过吗？你是根本没听过天气预报吧

albert_w 发表于 2011-9-7 15:42:32

回复【4楼】biansf2001花溅泪
回复【2楼】albert_w
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没听过吗？你是根本没听过天气预报吧
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从没听过南风向上30度,或者南风向下三十度的.
当然如果你说东偏南30度,这个不稀罕. 顶楼系统肯定支持,两个分量合成就是了

wjhhh 发表于 2011-9-7 21:44:36

站在塔(房)顶可能会有从下向上的几乎垂直吹来的风，衣服都要剥掉了。

wjhhh 发表于 2011-9-7 21:49:37

“超声波从N到S的时间就会比从S到N的时间短，而从W到E和从E到W的传输时间却是一样的。通过计算超声波在两点之间的传输的时间差，就可以计算出风的速度和方向”，如果刮东南(、西南...)风，两组传输时间相同，没有了(时间)差，如何计算啊？是不是还有更多的知识藏着没有写出来？

zhang395438559 发表于 2011-9-10 19:01:17

回复【1楼】wjhhh
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这种只适合测量平面的风速，如果要测立体的可以用三维超声波测风仪。不过这种的价格便宜些，用于气象完全足够了。
http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_45/ourdev_675784NOT9DT.jpg
三维超声波风速仪（武汉富源飞科） (原文件名:IMG100402131052335391.jpg)

武汉富源飞科是一家新兴的气象仪器厂家，通过工程师1年多的研究实验，可以提供具有自主产权的超声波测风仪，开发了第一台国产超声波气象站。有兴趣的可以查看该公司:http://www.whfyfk.com

zhang395438559 发表于 2011-9-10 19:06:30

回复【3楼】inkfish321
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风杯和风向标式风速风向测风传感器在价格方面确实便宜些，构造也很简单，不过由于机械转动，使用寿命都很短。超声波测风仪就不一样了，只需要四个爪子就可以测量风速同时还可以精确测量风向，启动风速非常小，精度很高。在极寒地区机械式完全无法使用，超声波测风仪就完全可以胜任。
希望气象专业的工程师可以与武汉富源飞科（http://www.whfyfk.com）共同创造更为专业的超声波气象站，打破当前国外对该行业的垄断。

zhang395438559 发表于 2011-9-10 19:08:51

回复【7楼】wjhhh
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这只是一种情况距离，风的矢量分解会用各种不同的情况，进行分解计算即可。

bluelool 发表于 2011-9-11 21:27:48

mark 超声波还能干这个啊 学习了

zouyf12 发表于 2011-9-11 22:12:43

很有超现代的感觉。

trent5145 发表于 2011-9-11 22:13:16

有点意思，呵呵，MARK

nzk123 发表于 2011-9-11 22:47:02

MARK

qzx09 发表于 2012-6-21 19:16:46

楼主留个联系方式，我的QQ95402061。有机会合作下！

pstpst61 发表于 2014-7-22 18:59:05

mark！！！！~~~~

cyberkit 发表于 2014-12-5 09:53:45

mark！！！！~~~~超声波！
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