产品概述:
LC-CF2型高精度超声波风速风向仪是一款全数字化信号检测,高精度,可自动加热除冰雪超声波风速风向仪。它可以同时进行风速,风向和声学温度的实时测量,核心超声波探头均为德国原厂进口。其内部自带的加热装置可以在严冬下保证仪器正常工作,多样的输出方式选择可以满足不同的行业标准,令用户操作使用更简洁方便。
1、风速风向测量
超声波风速风向仪使用四个超声波探头在二维平面内循环发送和接
收超声波,通过超声波在空气中传播的时差来测量风速和风向。
2、声学温度测量
风速风向仪可以通过超声波在空气中的传播时间来计算风速,进而通过空气中声速和温度的物理关系
来计算出空气的温度。
3、自动除雪化冰功能
为防止冬天室外风速风向测量造成超声波探头的冻结,以至影响测
量,甚至造成仪器严重损害,在探头内部安装了可以自动加热的装置,使仪器在严寒下仍可正常使用。
工作原理:
该仪器是利用超声波时差法来实现风速的测量。声音在空气中的传播速度,会和风向上的气流速度叠加。若超声波的传播方向与风向相同,它的速度会加快;反之,若超声波的传播方向若与风向相反,它的速度会变慢。因此,在固定的检测条件下,超声波在空气中传播的速度可以和风速函数对应。通过计算即可得到精确的风速和风向。 由于声波在空气中传播时,它的速度受温度的影响很大;本风速仪检测两个通道上的两个相反方向,因此温度对声波速度产生的影响可以忽略不计。
它具有重量轻、没有任何移动部件、坚固耐用的特点, 而且不需维护和现场校准,能同时输出风速和风向。客户可根据需要选择风速单位、 输出频率及输出格式。也可根据需要选择加热装置(在冰冷环境下推荐使用)或模拟输出。可以与电脑、数据采集器或其它具有RS485或模拟输出相符合的采集设备连用。如果需要,也可以多台组成一个网络进行使用。
超声波风速风向仪是一种较为先进的测量风速风向的仪器。 由于它很好地克服了机械式风速风向仪固有的缺陷, 因而能全天候地、长久地正常工作,越来越广泛地得到使用。它将是机械式风速仪的强有力替代品。
产品特点:
与传统的机械式风速风向仪的磨损较快,维护繁琐比较,超声波风速风向仪的优势在于:
1、无移动部件,磨损小;
2、维护少,使用寿命长;
3、响应速度快;
与目前国内外生产的超声波风速风向仪相比较,LC-CF2型超声波风速风向仪对超声波的检测采用全数字式信号处理方案。
虽然传统的模拟信号检测方式比数字式信号检测方式响应速度快,成本低,但此方式对器件的稳定性,外界的环境要求很高,难以实现高性能检测。而风速与风向的测量对仪器响应速度要求不高,但使用环境范围广泛,因此LC-CF2选用全数字式信号处理方式,更加精准智能。其优点在于:
1、采用声波相位补偿技术,精度更高;
2、采用随机误差识别技术,大风下也可保证测量的低离散误差,使输出更平稳;
3、针对细雨,浓雾天气的测量补偿技术,具有更强的环境适应力;
4、数字滤波技术,抗电磁干扰能力更强;
5、无启动风速限制,零风速工作,适合室内微风的测量,无角度限制(360°全方位),同时获得风
速、风向的数据;
6、测量精度高;性能稳定;低功耗不需校准;
7、结构坚固,仪器抗腐蚀性强,在安装和使用时无需担心损坏;
8、设计灵活,轻巧,携带轻便,安装、拆卸容易;
9、信号接入方便,同时提供数字和模拟两种信号;
10、不需维护和现场校准, 真正的0~359°工作 (无死角)
数据输出:
系统输出风速,风向和温度的频率都同步为1~10Hz 可调节。输出结果为此段时间风速,风向和温度的平均值,因此输出频率设定越高,则测量值的高频量越多,标准差也越大;反之输出频率设定越低,则测量的精度就越高。因此若测量低风速的风(20m/s 以下),空气流动平稳多为层流,建议可设定为较高输出频率。而如果测量范围在较高的风速下(20m/s~60m/s),空气流动不平稳,湍流和涡旋明显增多,则建议设定在低输出频率,以增加测量的精度。
设备安装:
1、安装固定
仪器由四枚内六角螺钉固定并锁紧。安装时候需要注意保证仪器放置水平,并且指向标指向正北方向。
2、安装地点选取
为使空气流动的顺畅,以保证风速风向测量的精确,仪器选址安装时应尽量远离高大建筑,树木等障碍物。按照世界气象组织(WMO)给出的建议:风速仪需安装在开阔地区超过地面 10米以上。开阔地区的定义是风速仪和任何障碍物之间的距离是障碍物高度的10倍以上。
注:LC-CF2具有独特的算法对电磁干扰就行纠正,因此抗电磁干扰能力好,可以在较强的辐射源下正常工作。甚至在天线及雷达附近也可正确测量数据。但仍然建议不要在强电磁干扰下使用仪器,以减小其对仪器造成不良影响的可能性。
3、接地
为避免雷击,辐射的高压静电损坏仪器或伤人,仪器必须正确接地。接地时应将电缆屏蔽线与大地相
连。
七、接线方式:
1、供电电源
供给超声波风速风向仪的电源为24V±20%,并且此电源应具有较小的纹波电压。
2、模拟输出接口电路
两个模拟输出接口可以提供模拟信号的输出。引脚1 可以以4~20mA 电流值的方式表示风速值0~50m/s,也可以以2~500Hz 频率脉冲波形式输出0~50m/s 风速值。以何种方式输出需要根据客户要求订制。如果以电流模式为输出方式,则最大负载电阻为300Ω。
风速风向仪底部有一个8 脚防水插头,用以通过屏蔽电缆线连接外部电源和通信接口。
管脚功能分布如下:
串行接口,全双工
线缆连接孔端视图
引脚名称
引脚分配
引脚功能
1
RXD-
串行接口
2
TXD-
串行接口
3
NC
不连接
4
RXD+
串行接口
5
TXD+
串行接口
6
AGND
模拟地
7
DC-
电源负端
8
DC+
电源正端
Shield
机壳地
串行接口,半双工,模拟输出
线缆连接孔端视图
引脚名称
引脚分配
引脚功能
1
WS
风速模拟输出
2
TXD-/RXD-
串行接口
3
NC
不连接
4
WD
风向模拟输出
5
TXD+/RXD+
串行接口
6
AGND
模拟地
7
DC-
电源负端
8
DC+
电源正端
Shield
机壳地
引脚接口图
八、产品附件:
序号
名称
数量
单位
1
超声波风速风向仪
1
套
2
8 针航空插头配10米屏蔽线
1
套
3
超声波风速风向监测软件
1
张
4
操作手册
1
份
5
通信协议
1
份
6
产品装箱单、合格证
1
份
九、结构尺寸:
风速等级表:
风级、风速、风压对照表
风级
名称
风速
风压W0=V2/16(kg/m2),10N/m2
陆地地面物体征象
海面状态
km/h
m/s
0
无风
<1
0~0.2
0~0.0025
静
静
1
软风
1~5
0.3~1.5
0.0056~0.014
烟能表示方向,但风向标不动
微波
2
轻风
6~11
1.6~3.3
0.016~0.68
人面感觉有风,风向标转动
小波
3
微风
12~19
3.4~5.4
0.72~1.82
树叶及微枝摇动不息旌旗展开
小波
4
和风
20~28
5.5~7.9
1.89~3.9
能吹起地面纸张与灰尘
轻浪
5
清风
29~38
8.0~10.7
4~7.16
有叶的小树摇摆
中浪
6
强风
39~49
10.8~13.8
7.29~11.9
小树枝摇动,电线呼呼响
大浪
7
疾风
50~61
13.9~17.1
12.08~18.28
全树摇动,迎风步行不便
巨浪
8
大风
62~74
17.2~20.7
18.49~26.78
微枝折毁,人向前行阻力甚大
狂浪
9
烈风
75~88
20.8~24.4
27.04~37.21
建筑物有小损
狂涛
10
狂风
89~102
24.5~28.4
37.52~50.41
可拔起树来,损坏建筑物
狂涛
11
暴风
103~117
28.5~32.6
50.77~66.42
陆上少见,有则必有广泛破坏
狂涛
12
飓风
>117
32.7~36.9
66.42~85.1
陆上极少见,摧毁力极大
海浪滔天
风 速
测量范围
0~60 m/s
测量精度
±0.1 m/s(当风速在0~10m/s范围内)<测量值的±1.5%(当风速>10 m/s)
分 辨 率
NMEA 协议0.1 m/s;其他输出方式0.01m/s
风 向
测量范围
0~360°全方位,无盲区
准 确 性
±0.1°
分 辨 率
0.1°
声学温度
测量范围
-40℃~60℃
测量精度
±2℃
分 辨 率
0.1℃
通讯协议
RS485/RS422通信方式
NMEA0183·WIMWV 协议
Modbus-RTL 协议
模拟输出方式
风速风向皆为4~20mA 电流输出
风速2~500Hz 脉冲输出;风向4~20mA 电流输出
输出方式
模拟方式
4~20mA;0~20mA
数字方式
RS422;RS485
操作电压
仪器工作供电
24V±20%/0.3A
仪器加热供电
24V±20%/3A
普通参数
尺 寸
高×宽=256×164(mm)
重 量
2.3Kg
材 料
不锈钢
防护等级
IP66
存储温度
-50~80℃
工作温度
-40~70℃
工作湿度
0~100%RH
防 冰 冻
参照MILSTD810E
防 腐 蚀
三个月的盐雾,冷凝试验后无腐蚀
防 沙 尘
参照MILSTD810E
EMC
IEC61000-4-5
平均无故障时间MTBF
超长30年
输出频率
1Hz~10Hz