桥梁隧道三维超声波风速风向传感器自主研发合成风速

　　技术参数 供电电压 DC 9-24V信号输出 RS485通讯协议 标准MODBUS协议波特率 9600 bps平均功耗 2W工作温度 -40-80℃工作湿度 0-RH防护等级 IP66监测要素 合成风速、水平风向、垂直风向、X/Y/Z轴矢量风速

　　要素 量程 精度 分辨率合成风速 0～60m/s ±(0.5+3%FS) 0.01m/s水平风向 0～359° ±3° 1°垂直风向 -90～90° ±3° 1°X轴风速 -60～60m/s ±(0.5+3%FS) 0.01m/sY轴风速 -60～60m/s ±(0.5+3%FS) 0.01m/sZ轴风速 -60～60m/s ±(0.5+3%FS) 0.01m/s

　　产品简介 三维超声波风速风向仪采用先进的超声波测量技术，独特的结构设计，大大减小了风阻的影响，提升了测量的精度。全金属材质，没有任何移动部件，坚固耐用，可以同时测量水平和垂直方向的风向，X/Y/Z 轴风速(即U、V、W 矢量输出)。适应在各种环境下，全天候的运行，为各领域的气象监测提供可靠数据。广泛应用于城市环境监测、风力发电、气象监测、桥梁隧道、航海船舶、航空机场等领域。

　　工作原理

　　时差法：仪器内部的多个超声波传感器向不同方向发射超声波脉冲，这些脉冲在空气中传播时会受到风速和风向的影响，导致传播时间发生变化。通过测量超声波在顺风和逆风中传播的时间差，结合已知的超声波在静止空气中的传播速度以及传感器之间的距离等参数，就可以计算出风速和风向的大小和方向。例如，当风沿着某一方向吹时，超声波在顺风方向传播的速度会加快，传播时间缩短；而在逆风方向传播速度则减慢，传播时间延长，通过测量这种时间差异来确定风速和风向.

　　多普勒效应法：当超声波束遇到运动的气流时，会发生多普勒效应，即反射回来的超声波信号频率会发生变化。接收器接收到反射波后，测量其频率的变化，并根据多普勒效应的原理，由于声波频率与气流速度呈线性关系，进而可以计算出风速。同时，通过比较不同方向上接收器接收到的频率变化信号，可以确定风向的角度.

　　结构特点

　　无移动部件：采用全金属材质，没有任何机械转动部件，如传统风速仪中的风车或螺旋桨等。这不仅使仪器更加坚固耐用，减少了因机械磨损而导致的故障和误差，还能适应各种恶劣环境，无需频繁维护.

　　支撑杆结构：部分三维超声波风速风向仪采用独特的两根支撑杆结构设计，相比三根支撑杆结构，大大减小了风阻的影响，从而提升了测量的精度.

　　紧凑轻便：一般具有体积小、重量轻的特点，如一些型号的重量仅 1.5kg 左右，且外观结构设计合理，便于携带和安装，可适应不同的安装场所和使用需求.

　　防护性能好：外壳通常采用不锈钢或经过特殊表面处理的铝合金等材料，具有较高的抗腐蚀性与抗风沙性，能够在恶劣的气象条件下长期稳定工作，其密封防护等级可达 IP65、IP66 甚至 IP67 级等，可有效防止灰尘、水分等进入仪器内部，确保仪器的正常运行.

　　技术参数

　　风速测量：测量范围一般为 0-50m/s 或 0-70m/s 等，分辨率可达到 0.01m/s 或 0.1m/s，精度在不同的测量范围有所不同，如 0-10m/s 范围内精度可达 ±0.2m/s，大于 10m/s 时精度为 ±2% 左右.

　　风向测量：测量范围通常为 0-360°，分辨率为 0.1°，精度一般为 ±2° 或 ±3°.

　　工作环境：工作温度范围较宽，如 - 50℃～+85℃，储存温度也能达到 - 50℃～+85℃，可适应各种极端天气条件，工作湿度范围一般为 0-，海拔高度通常为 0-4000m，能在不同的地理环境和气候条件下正常使用.

　　电源及输出：供电电源多为 9-36V 直流电，具有功耗低的特点，平均功耗一般在 2W 左右。信号输出方式多样，常见的有 RS485/RS232/4-20mA/GPRS 等，可根据不同的使用需求和设备兼容性选择合适的输出方式，通讯波特率一般为 9600bps 或 2400-57600bps 可设置，且多采用标准 modbus 协议等，方便与其他设备进行数据传输和集成.

　　功能特点

　　三维测量：可同时测量水平和垂直方向的风向以及 X/Y/Z 轴风速，即 U、V、W 矢量输出，能够提供更加全面和准确的风场信息，对于气象研究、风力发电、航空航天等领域的复杂风况监测具有重要意义.

　　全天候工作：不受暴雨、冰雪、霜冻等恶劣天气的影响，可在各种环境下全天候、长时间地正常运行，为各领域的气象监测提供可靠的数据支持.

　　实时监测：能够快速响应风速和风向的变化，实时提供准确的测量数据，这对于需要及时掌握风况变化的应用场景，如气象灾害预警、航空机场的飞行安全保障等至关重要.

　　应用领域

　　气象监测：为气象部门提供准确的风速和风向数据，帮助气象预报员更好地预测天气变化，提高气象预报的准确性和可靠性，同时也为气象研究提供了重要的数据支持，有助于深入了解大气环流、气候变化等规律.

　　风力发电：在风力发电场中，用于测量不同高度和位置的风速和风向，为风力发电机组的选址、布局以及运行控制提供关键数据，以便优化风力发电系统的性能，提高发电效率，降低设备损耗.

　　桥梁隧道：监测桥梁和隧道等建筑物周围的风况，为桥梁和隧道的设计、施工以及运营安全提供保障。例如，在桥梁设计阶段，准确的风场数据有助于确定合理的桥梁结构和抗风设计参数；在运营过程中，实时监测风速风向可及时发现可能对桥梁结构安全造成威胁的强风天气，采取相应的防护措施.

　　航海船舶：安装在船舶上，为航海提供实时的风速和风向信息，帮助船员合理调整船舶的航行方向和速度，提高航行的安全性和经济性，同时也可用于海洋气象观测和海洋科学研究.

　　航空机场：在机场周边设置三维超声波风速风向仪，能够及时监测风向和风速的变化，为机场的空中交通管制、航班起降安排以及飞行安全提供重要依据，确保飞机在起降过程中能够避开危险的风切变等气象条件.

　　环境监测：可用于监测大气环境中的污染物扩散情况，通过测量风速和风向，了解污染物的传输方向和扩散速度，为环保部门制定污染防治措施、评估环境质量等提供科学依据.

　　建筑环境监测：在建筑施工和运营过程中，监测建筑物周围的风环境，为建筑设计的优化、施工安全保障以及室内通风系统的设计和运行提供参考，提高建筑物的舒适性和能源利用效率.

　　能源评估：除了风力发电领域，还可用于评估其他能源项目中的风能资源，如在太阳能电站选址时，考虑当地的风况对太阳能电池板的影响，以及在海洋能、地热能等能源开发中，辅助评估风对相关设备和设施的影响，从而优化能源项目的整体布局和设计.

　　工业领域：在一些对风况有要求的工业生产过程中，如化工、钢铁等行业的通风系统设计和运行管理，以及煤矿的巷道通风监测等方面，三维超声波风速风向仪也有着广泛的应用.