超聲波式風(fēng)速傳感器：超聲波傳感器在礦井中的風(fēng)速測量應(yīng)用原理
超聲波傳感器在礦井中的風(fēng)速測量應(yīng)用
為了了解井巷各處的風(fēng)速是否符合我國礦山安全規(guī)程規(guī)定，所需風(fēng)量能否滿足要求，在礦井主要風(fēng)巷（總進(jìn)風(fēng)巷、總回風(fēng)巷、主 要進(jìn)風(fēng)巷和主要回風(fēng)巷），采區(qū)進(jìn)風(fēng)巷、回風(fēng)巷，采掘工作面進(jìn)風(fēng) 巷、回風(fēng)巷等處都要定期測風(fēng)速。測風(fēng)速工作是礦井通風(fēng)管理的重要內(nèi)容。
為了準(zhǔn)確地測定風(fēng)速，在礦井主要井巷，采區(qū)進(jìn)風(fēng)巷、回風(fēng)巷均應(yīng)設(shè)測風(fēng)站。測風(fēng)應(yīng)在測風(fēng)站內(nèi)進(jìn)行；在無測風(fēng)站的巷道測風(fēng)要 選擇一段沒有漏風(fēng)或漏風(fēng)小、無雜物堆積、井架齊全、斷面變化不 大的直線巷道，作為測風(fēng)點進(jìn)行測風(fēng)速。由于巷道斷面內(nèi)各點的風(fēng)速不同，為了測得平均風(fēng)速，在進(jìn)行測風(fēng)速時，應(yīng)采用線路法或定點法。
(1)測風(fēng)速人員在一定的時間內(nèi)、在巷道斷面內(nèi)、按照一定的路線勻速移動風(fēng)表測風(fēng)，這種方法稱為線路法。根據(jù)巷道斷面大小的不同，可選擇不同的測風(fēng)路線。
(2)將巷道斷面分為若干小塊，在每一個小塊中心布置測點，使用風(fēng)表用相等的時間進(jìn)行風(fēng)速測定，然后計算出平均風(fēng)速，這種方法稱為定點法，根據(jù)巷道斷面大小的不同，可劃分為不同數(shù)目的小塊。
斷面大，劃分的小塊數(shù)目就圖定點法測風(fēng)速的測點布置應(yīng)多些；反之，可以少些。一般來說，布置的測點越多，測出的風(fēng)速就越準(zhǔn)確。
隨著新能源節(jié)能環(huán)保的發(fā)展，風(fēng)速傳感器，風(fēng)速儀器使用越來越頻繁，風(fēng)速傳感器作為一種典型的傳感器，主要是將空氣的流動速度變量轉(zhuǎn)換成有一定對應(yīng)關(guān)系的輸出信號的裝置。被廣泛應(yīng)用于煤礦井下具有瓦斯爆炸危險的各礦井通風(fēng)總回風(fēng)巷、風(fēng)口、井下主要測風(fēng)站、扇風(fēng)機(jī)井口、掘進(jìn)工作面、采煤工作面等處，以及相應(yīng)的礦產(chǎn)企業(yè)。
礦井風(fēng)速的監(jiān)測是保證礦井安全生產(chǎn)的重要因素,礦井的工作條件特殊,工作環(huán)境復(fù)雜,風(fēng)速測量在礦井安全中是一項重要內(nèi)容,風(fēng)速傳感器可連續(xù)監(jiān)測上述地點的風(fēng)速、風(fēng)量大小，能夠?qū)λ幭锏赖娘L(fēng)速風(fēng)量進(jìn)行實時顯示，是礦井通風(fēng)安全參數(shù)測量的重要儀表。在風(fēng)速測量中，比較精確的有超聲波風(fēng)速傳感器。
傳統(tǒng)的風(fēng)速計有旋轉(zhuǎn)的機(jī)械部分。這些移動的部分容易使得傳感器損壞，超聲波傳感器設(shè)計在于避免任何的機(jī)械部分被損壞，確保更可靠的操作。此外超聲波傳感器有著長期的穩(wěn)定性而不需要維護(hù)。
這是一種低成本、高精度、高穩(wěn)定性的風(fēng)速傳感器。該系統(tǒng)能實時精確地提供井下風(fēng)速風(fēng)量數(shù)據(jù)，可遙控設(shè)置，多樣性輸出接口便于傳感器與基站的接入。它的原理是利用超聲旋換能器來獲取風(fēng)速，歐賽龍公司就在這方面研發(fā)和應(yīng)用多年，在風(fēng)速測量技術(shù)上有著獨到的見解。
聲音在空氣中的傳播速度，會和風(fēng)向上的氣流速度疊加。若超聲波的傳播方向與風(fēng)向相同，它的速度會加快；反之，若超聲波的傳播方向若與風(fēng)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(fēng)速函數(shù)對應(yīng)。通過計算即可得到精確的風(fēng)速和風(fēng)向。由于聲波在空氣中傳播時，它的速度受溫度的影響很大；風(fēng)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(chǎn)生的影響可以忽略不計。
由于沒有機(jī)械轉(zhuǎn)動部件，不存在機(jī)械磨損、阻塞、冰凍等問題，同時也沒有“機(jī)械慣性”，可捕捉瞬時的風(fēng)速變化，不僅可測出常規(guī)風(fēng)速(平均風(fēng)速) ，也可測得任意方向上的風(fēng)速分量，尤其可測出風(fēng)速中的高頻脈動成分。
有關(guān)風(fēng)速測量相關(guān)應(yīng)用技術(shù)，請咨詢歐賽龍的工程師，會得到更多的啟發(fā)。
超聲波式風(fēng)速傳感器：超聲波風(fēng)速傳感器
一、超聲波風(fēng)速傳感器作用介紹
在許多場合超聲波風(fēng)速傳感器都是能夠用得到的，該傳感器是在超聲波漩渦原理的設(shè)計下，利用超聲波轉(zhuǎn)動器來發(fā)送和接收所有信號。之后以硬件處理器芯片為它的控制器可以實現(xiàn)風(fēng)速的測量。以及顯示遙控和遠(yuǎn)程傳輸?shù)仍S多功能。超聲波風(fēng)速傳感器在我們生活中也有著十分重要的作用。
他是一個成本低，精度高，穩(wěn)定性高的風(fēng)速傳感器，它的系統(tǒng)能夠?qū)崟r準(zhǔn)確地提供井下風(fēng)速風(fēng)量數(shù)據(jù)的工具。可以進(jìn)行遙控設(shè)置多樣性輸出信號，便于傳感器與機(jī)站的連接，超聲波風(fēng)速傳感器的原理是利用超聲波玄幻能器來獲取風(fēng)速的。在風(fēng)速傳感器與轉(zhuǎn)能器之間設(shè)置了一個組當(dāng)體當(dāng)流動的空氣，經(jīng)過這個組長幾的時候，在它的下方產(chǎn)生兩年內(nèi)全相互交替的漩渦。由于漩渦對超聲波阻礙超聲波轉(zhuǎn)換，能會受到較強(qiáng)的漩渦頻率變化的操縱波，當(dāng)漩渦沒有了，阻擋超聲波時，接收到的超聲波強(qiáng)度是*大的，當(dāng)旋渦正好阻擋超聲波傳輸時接收到的超聲波強(qiáng)度是*小的。超聲波轉(zhuǎn)能器接收到的頻率信號，換成電壓二者呈線性關(guān)系，這就是電壓和風(fēng)速呈現(xiàn)型正比的關(guān)系。
二、超聲波風(fēng)速傳感器原理圖
三、超聲波探頭
超聲波探頭所用的材料有壓電晶片及。鎳鐵鋁合金兩類定制伸縮的材料有浩泰生鉛等。壓電晶體組成的超聲波風(fēng)速傳感器是一種可以逆轉(zhuǎn)傳感器可以將電能轉(zhuǎn)變成機(jī)械震蕩，從而生成超聲波，同時它也可以接收到超聲波也能轉(zhuǎn)換成電能，所以它可以分為發(fā)送器或者接收器，有的超聲波風(fēng)速傳感器可以作為發(fā)送，也可以作為接收。超聲波探頭和電路在震蕩停止之后，因為它的慣性的作用電路還會有一段時間工作。但是在這個過程當(dāng)中，因為控制段已經(jīng)關(guān)閉了，所以它會變得越來越弱，這個過程叫做余震超聲波探頭，阻尼對對壓電晶片震動起阻尼作用可以使晶片起震后盡快停止下來，減少脈沖寬度，從而提高分辨率。吸收晶片向背面發(fā)射超聲波減少脈沖雜波。支撐晶片的安放。
四、超聲波風(fēng)速傳感器工作原理和特點
風(fēng)速傳感器原理:
超聲波風(fēng)速傳感器的特點是利用時差法來實現(xiàn)分?jǐn)?shù)的基本測量，聲音在空氣中的傳播速度會和風(fēng)，產(chǎn)生疊加，如果超聲波的傳播方向與風(fēng)向正好相同，那么它的速度就會加快，反之它的速度就會變慢。在固定的監(jiān)測條件下，超聲波風(fēng)速傳感器在空中傳播的速度可以和風(fēng)速成對應(yīng)，這樣就通過計算就可以得到精準(zhǔn)的風(fēng)速和方向，但是由于聲波在空氣中傳播速度的時候，受到溫度的影響，風(fēng)速檢測兩個通道上會有兩個相反的方向，所以溫度對聲波速度產(chǎn)生的影響可以忽略。
風(fēng)速傳感器特點：
1.超聲波風(fēng)速傳感器采用聲波相互互補的技術(shù)，實質(zhì)精準(zhǔn)度更高。
2.隨機(jī)誤差識別技術(shù)，大風(fēng)下也可以保證，測量誤差小，輸出更加平穩(wěn)。
3.針對細(xì)雨濃霧等天氣的測量技術(shù)，具有更加適應(yīng)環(huán)境的能力。
4.數(shù)字濾波技術(shù)可以抗電池，抗干擾能力更強(qiáng)。
5.無啟動風(fēng)速限制風(fēng)速工作為0，是內(nèi)味風(fēng)的測量更加適合，沒有角度的限制也可以獲得風(fēng)速方向的數(shù)據(jù)。
6.測量的精準(zhǔn)度更高，性能更穩(wěn)定，功率消耗不需要校準(zhǔn)。
7.它的設(shè)計結(jié)構(gòu)靈巧輕便，可以便于攜帶，安裝也能夠輕容易拆卸。
五、超聲波風(fēng)速傳感器模塊
六、超聲波風(fēng)向風(fēng)速傳感器型號
DC-21超聲波風(fēng)速傳感器是錦州利誠自動化設(shè)備有限公司研發(fā)生產(chǎn)銷售的一款儀器設(shè)備。DC-21是采用*新*精準(zhǔn)的兼顧型風(fēng)速傳感器，可以通過緊湊的風(fēng)土傳奇來實現(xiàn)很高的精準(zhǔn)度和連續(xù)的風(fēng)速風(fēng)向數(shù)據(jù)等信息的收集。不需要維護(hù)，能夠在極限條件下達(dá)到操作水平，關(guān)于聲音方面聲音是可以流動的物體傳輸。DC-21是可以傳送4個獨立的檢測數(shù)據(jù)，可以保證檢查的正確性。
超聲波式風(fēng)速傳感器：超聲波風(fēng)速風(fēng)向傳感器
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超聲波風(fēng)速風(fēng)向傳感器
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超聲波風(fēng)速風(fēng)向傳感器又名超聲波風(fēng)速風(fēng)向計、超聲波風(fēng)速風(fēng)向儀，是一款基于超聲波原理研發(fā)的風(fēng)速風(fēng)向測量儀器，利用發(fā)送的聲波脈沖，測量接收端的時間或頻率（多普勒變換）差別來計算風(fēng)速和風(fēng)向。該傳感器可以同時測量風(fēng)速，風(fēng)向的瞬時數(shù)值。
中文名
超聲波風(fēng)速風(fēng)向傳感器
外文名
Ultrasonic wind speed and direction sensor
別 名
超聲波風(fēng)速風(fēng)向儀、超聲波風(fēng)速風(fēng)向計
目錄
1
工作原理
2
產(chǎn)品特點
3
產(chǎn)品分類
?
485型超聲波風(fēng)速風(fēng)向儀
?
模擬量型超聲波風(fēng)速風(fēng)向儀
4
工作拓?fù)鋱D
超聲波風(fēng)速風(fēng)向傳感器工作原理
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超聲波風(fēng)速風(fēng)向儀的工作原理是利用超聲波時差法來實現(xiàn)風(fēng)速風(fēng)向的測量。由于聲音在空氣中的傳播速度會和風(fēng)向上的氣流速度疊加。假如超聲波的傳播方向與風(fēng)向相同，那么它的速度會加快；反之，若超聲波的傳播方向與風(fēng)向相反，那么它的速度會變慢。所以，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(fēng)速函數(shù)對應(yīng)。 通過計算即可得到精確的風(fēng)速和風(fēng)向。由于聲波在空氣中傳播時，它的速度受溫度的影響很大；風(fēng)速傳感器檢測兩個通道上的兩個相反方向，因此溫度對聲波速度產(chǎn)生的影響可以忽略不計。超聲波風(fēng)速儀它具有重量輕、沒有任何移動部件、堅固耐用的特點， 而且不需維護(hù)和現(xiàn)場校準(zhǔn)，能同時輸出風(fēng)速和風(fēng)向。客戶可根據(jù)需要選擇風(fēng)速單位、 輸出頻率及輸出格式。也可根據(jù)需要選擇加熱裝置（在冰冷環(huán)境下推薦使用）或模擬輸出。可以與電腦、數(shù)據(jù)采集器或其它具有RS485或模擬輸出相符合的采集設(shè)備連用。如果需要，也可以多臺組成一個網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行使用。超聲波風(fēng)速風(fēng)向儀是一種較為先進(jìn)的測量風(fēng)速風(fēng)向的儀器。 由于它很好地克服了機(jī)械式風(fēng)速風(fēng)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(jī)械式風(fēng)速儀的強(qiáng)有力替代品。
超聲波風(fēng)速風(fēng)向傳感器產(chǎn)品特點
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超聲波風(fēng)速風(fēng)向變送器與傳統(tǒng)的機(jī)械式風(fēng)速風(fēng)向變送器相比，具有以下四大優(yōu)點：一無慣性測量，無啟動風(fēng)速限制零風(fēng)速工作，360°全方位無角度限制，能夠同時獲得風(fēng)速和風(fēng)向數(shù)值；二采用一體式結(jié)構(gòu)設(shè)計，整體無移動部件，外殼采用工程塑料材質(zhì)，磨損小，使用壽命長；三是采用隨機(jī)誤差識別技術(shù)，大風(fēng)下也可保證測量的低離散誤差，使輸出更平穩(wěn)；四是設(shè)備不需要現(xiàn)場校準(zhǔn)和維護(hù)；超聲波風(fēng)速風(fēng)向儀在設(shè)備頂部配置了四個方向朝下的超聲波探頭，它們能夠在二維平面內(nèi)循環(huán)發(fā)送和接收超聲波，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(fēng)速和風(fēng)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。
超聲波風(fēng)速風(fēng)向傳感器產(chǎn)品分類
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超聲波風(fēng)速風(fēng)向傳感器485型超聲波風(fēng)速風(fēng)向儀
數(shù)據(jù)幀格式定義采用Modbus-RTU 通訊規(guī)約，格式如下：初始結(jié)構(gòu) ≥4 字節(jié)的時間地址碼=1 字節(jié)功能碼=1 字節(jié)數(shù)據(jù)區(qū)=N 字節(jié)錯誤校驗=16 位CRC 碼結(jié)束結(jié)構(gòu) ≥4 字節(jié)的時間地址碼：為變送器的地址，出廠默認(rèn)0x01。功能碼：主機(jī)所發(fā)指令功能指示。數(shù)據(jù)區(qū)：數(shù)據(jù)區(qū)是具體通訊數(shù)據(jù)，注意16bits數(shù)據(jù)高字節(jié)在前！CRC碼：二字節(jié)的校驗碼。主機(jī)問詢幀結(jié)構(gòu)：地址碼功能碼寄存器起始地址寄存器長度校驗碼低字節(jié)校驗碼高字節(jié)1字節(jié)1字節(jié)2字節(jié)2字節(jié)1字節(jié)1字節(jié)從機(jī)應(yīng)答幀結(jié)構(gòu)：地址碼功能碼有效字節(jié)數(shù)數(shù)據(jù)一區(qū)數(shù)據(jù)二區(qū)數(shù)據(jù)N區(qū)校驗碼低字節(jié)校驗碼高字節(jié)1字節(jié)1字節(jié)1字節(jié)2字節(jié)2字節(jié)2字節(jié)1字節(jié)1字節(jié)寄存器地址：寄存器地址PLC或組態(tài)地址內(nèi)容操作定義說明0000 H (十進(jìn)制)瞬時風(fēng)速只讀風(fēng)速實時值（擴(kuò)大100倍）0001 H (十進(jìn)制)風(fēng)向只讀風(fēng)向?qū)崟r值（整數(shù)，正北方向為0°順時針增加度數(shù)，正東方為90°）0002 H (十進(jìn)制)最大風(fēng)速只讀設(shè)備通電后最大風(fēng)速（擴(kuò)大100倍）0004 H (十進(jìn)制)風(fēng)力等級只讀當(dāng)前風(fēng)速對應(yīng)的風(fēng)級值（整數(shù)，0~17級）07D0 H (十進(jìn)制)設(shè)備地址讀寫1~254（出廠默認(rèn)1）07D1 H (十進(jìn)制)設(shè)備波特率讀寫0代表代表代表9600通訊協(xié)議示例以及解釋舉例：讀取變送器設(shè)備（地址0x01）的風(fēng)速和風(fēng)向?qū)崟r值問詢幀地址碼功能碼起始地址數(shù)據(jù)長度校驗碼低字節(jié)校驗碼高字節(jié)0x010x030x00 0x000x00 0x020xC40x0B應(yīng)答幀地址碼功能碼返回有效字節(jié)數(shù)風(fēng)速實時值風(fēng)向?qū)崟r值校驗碼低字節(jié)校驗碼高字節(jié)0x010x030x040x00 0x7D0x00 0x5A0x EA0x10實時風(fēng)速計算：風(fēng)速：007D (十六進(jìn)制)=125=> 風(fēng)速=1.25 m/s實時風(fēng)向計算：風(fēng)向：005A (十六進(jìn)制)=90=> 風(fēng)向=東風(fēng)
超聲波風(fēng)速風(fēng)向傳感器模擬量型超聲波風(fēng)速風(fēng)向儀
設(shè)備采用寬壓 10~30V 直流供電，模擬量信號輸出，4~20mA、0~5V、0~10V 可選，外殼防護(hù)等級高，可以適應(yīng)現(xiàn)場環(huán)境惡劣的檢測場合主要技術(shù)參數(shù)直流供電（默認(rèn)）10V～30V DC最大功耗0.15W量程風(fēng)速0～60m/s（可定制）風(fēng)向0~359°精度風(fēng)速±(0.2m/s±0.02*v)(v為真實風(fēng)速)風(fēng)向±3°分辨率風(fēng)速0.01 m/s風(fēng)向1°工作環(huán)境-40～60℃，0～100%RH抗風(fēng)強(qiáng)度75 m/s響應(yīng)時間1S防護(hù)等級IP66輸出信號4~20mA、0~5V、0~10V電流型輸出信號轉(zhuǎn)換計算量程0~60m/s，4~20mA輸出，當(dāng)輸出信號12mA時，計算當(dāng)前風(fēng)速。風(fēng)速量程的跨度為30m/s，用16mA電流信號來表達(dá)，60m/s/16mA=3.75m/s/mA，即電流變化1mA風(fēng)速變化3.75m/s.那么可以計算測量值測量值12mA-4mA=8mA.8mA*3.75m/s/mA=30m/s，則當(dāng)前的風(fēng)速=30m/s。電壓型輸出信號轉(zhuǎn)換計算量程0~60m/s，以0-10V輸出為例，當(dāng)輸出信號為5V時，計算當(dāng)前風(fēng)速。風(fēng)速量程的跨度為60m/s，用10V電壓信號來表達(dá)，60m/s/10V=6m/s/V，即電壓每變化1V對應(yīng)風(fēng)速變化6m/s.測量值5V-0V=5V。5V*6/m/s/V=30m/s。則當(dāng)前風(fēng)速為30m/s。GPRS型超聲波風(fēng)速風(fēng)向儀采用GPRS或者4G模式輸出，無需現(xiàn)場布線，沒有距離限制，設(shè)備安裝的場所有網(wǎng)絡(luò)即可遠(yuǎn)程監(jiān)控數(shù)據(jù)。
超聲波風(fēng)速風(fēng)向傳感器工作拓?fù)鋱D
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工作拓?fù)鋱D
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風(fēng)途小型自動氣象站
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超聲波風(fēng)速風(fēng)向傳感器測速原理及其應(yīng)用
風(fēng)矢量是指風(fēng)速和風(fēng)向，是氣象監(jiān)測中基本的監(jiān)測要素之一。現(xiàn)代氣象站隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和傳感器技術(shù)的發(fā)展，變得越來越智能化，并逐漸向著全天無人值守發(fā)展。因此，現(xiàn)代氣象站迫切需要一款精度高，免維護(hù)的風(fēng)速風(fēng)向傳感器。傳統(tǒng)的機(jī)械式風(fēng)速風(fēng)向傳感器存在轉(zhuǎn)動部件，容易產(chǎn)生磨損。機(jī)械結(jié)構(gòu)可能受到...
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簡述超聲波風(fēng)速風(fēng)向傳感器的實際應(yīng)用
超聲波風(fēng)速風(fēng)向傳感器的工作原理是利用超聲波時差法來實現(xiàn)風(fēng)速的測量。由于聲音在空氣中的傳播速度，會和風(fēng)向上的氣流速度疊加。假如超聲波的傳播方向與風(fēng)向相同，那么它的速度會加快；反之，若超聲波的傳播方向若與風(fēng)向相反，那么它的速度會變慢。所以，在固定的檢測條件下，超聲波在空氣中傳播...
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機(jī)械式與超聲波風(fēng)速風(fēng)向傳感器該如何選擇？
在自然環(huán)境中，風(fēng)速風(fēng)向是環(huán)境監(jiān)測中重要的氣象因素，風(fēng)時時刻刻的影響著我們的生活，到了現(xiàn)代社會，隨著科技的進(jìn)步，用來監(jiān)測風(fēng)的方向和大小的風(fēng)速風(fēng)向傳感器在氣象方面得到了廣泛的應(yīng)用。目前用于監(jiān)測風(fēng)速、風(fēng)向的設(shè)備有兩種：一是采用機(jī)械式結(jié)構(gòu)的風(fēng)速和風(fēng)向傳感器，另一種是采用超聲波測量的...
2020-10-201
超聲波式風(fēng)速傳感器：風(fēng)杯式風(fēng)速傳感器工作原理與超聲波風(fēng)速傳感器工作原理介紹
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