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风速风向仪的分类 风速风向仪技术指标

时间:2020-07-29    来源:仪多多仪器网    作者:仪多多商城     
风速风向仪是测量所在地气象数据的仪器,他是气象站的重要主成部分。风速风向仪主要分成三类:

1.机械式风速风向仪

风向部分:由风向标、风向度盘(磁罗盘)等组成,风向示值由风向指针在风向度盘上的位置来确定。

风速部分:采用传统的三环旋转架结构,仪器内的单片机对风速传感器的输出频率进行采样、计算,最后仪器输出瞬时风速、一分钟平均风速、瞬时风级、一分钟平均风级、平均风速及对应的浪高。测得的参数在液晶显示器上用数字直接显示出来。

2.超声波风速风向仪

利用发送声波脉冲,测量接收端的时间或频率(多普勒变换)差别来计算风速和风向的风速风向测量仪器。

3.超声波共振式风速风向仪

采用声共振传感专利技术,该技术经过长期证明并获得国际权威奖项,利用超声信号在一个较小的腔体内发生共振来测量风速和风向。共振效应大幅增强了信噪比,结合单片式电路结构使精确性大幅提升。 风的观测仪器包括:风向仪、风杯风速仪及风车型风向风速仪……等,其中风向仪只有观测风向的变化,纪录水平风吹来的方向,无法纪录风速。观测时以当时10分钟内出现方向较多次的为准。下列图片是比较常见的风向仪样式。

风向仪的由来

人类很早就开始观测风向,西方在公元前六世纪,希腊人就懂得制作「风向鸡」来测风向,他们习惯在房子的屋顶放个风向仪,并把它做成公鸡的形状,叫做「风向鸡」。公元1797年美国气象学家乔治.寇帝斯做出二羽风向器增加摆动,成为「风标」的前身,「风向鸡」或是「风标」都是现代风向器的前身。

在中国方面,西汉的《淮南子》书中曾记载过一种叫做「俔」的风向器,是用羽毛来测定风向。到了东汉,科学家张衡在公元 132年,发明了一种候风仪,又叫「相风铜鸟」,是在空旷的地上立一根竿子,上面装上一只可以转动的铜鸟,人们便可以根据铜鸟转动的方向来判别风向,这和西方的风向鸡非常类似。

另外,除了上述提到的仪器可观测风向,现代在飞机跑道附近都有风向袋,这是用来告诉飞行员当时地面的风向,以帮助飞机安全的起飞和着陆。因为风力可以把袋子扬起,所以也可以显示当时的风力有多强。

风向风速观测仪器的发展

• 公元前六世纪:希腊开始观测风向,当时系以风鸡观测。

• 1797年:美国气象学家George E. Curtis作成二羽风向器,增加摆动,是为风标之前身。

• 1846年:英国人Robinson 作成杯型风速计。

• 1887年:法国巴黎Richard公司制作Anemo-Cinemograph,为螺旋桨风向风速仪之前身。

• 1892年:英国人W.H. Dines发明达因式风速仪。

近年利用发电机原理制成发电式风速仪,并利用斩波器之原理制成频率式之风向风速仪,对于自动化之发展很有帮助。

何谓风向风速?

风系一种三次元(3-Dimensinal)向量。气象上观测风仅以水平风向及风速二次元,而不考虑垂直向量。

风的方向

风就是空气的流动,没有固定的形状,可以任意流动,所以风也可以向任何方向吹。气象报告为了让人们区别风从哪个方向吹来,以360度分割成16个方位来说明,例如风从东北方吹来,就称为「东北风」。所以我们对风向的定义是——风由哪个方向吹来。

简  介

 便携式风速风向仪中风的测量部分采用了微机技术,可以同时测量瞬时风速、瞬时风级、平均风速、平均风级和对应浪高等5个参数。采用了许多降低功耗的措施,大大减少仪器的功耗。在风向部分采用了自动指北装置,测量时无需人工对北,简化测量操作。本仪器体积小,重量轻,功能全,耗电省,可以广泛应用于农林、环境、海洋、科学考察等领域测量大气的风参数。

工作原理简介

3.1  风向部分

风向部分由保护风杯的护圈所支撑,由风向标、风向轴及风向度盘等组成,装在风向度盘上的磁棒与风向度盘组成磁罗盘用来确定风向方位。风向度盘外壳下方具有锁定旋钮,当下拉锁定旋钮并向右旋转定位时,回弹顶杆将风向度盘放下,使锥形宝石轴承与轴尖接触,此时风向度盘将自动定北,风向示值由风向指针在风向度盘上的稳定位置来确定。当左旋转锁定旋钮并使其向上回弹复位时,回弹顶杆将风向度盘顶起并定位在仪器上部,使锥形宝石轴承与轴尖分离,以保护风向度盘及轴承与轴尖不受损坏。(注意:当仪器使用完毕后必须及时回复此状态)

3.2  风速部分

风速的传感器采用的是传统的三杯旋转架结构。它将风速线性地变换成旋转架的转速。为了减少启动风速,采用特制的轻质风杯,宝石轴承支撑。在旋转架的轴上固定有一个齿状的叶片,当旋转架随风旋转时,轴带动着叶片旋转,齿状叶片在光电开关的光路中不断切割光束,从而将风速线性地变换成光电开关的输出脉冲频率。

仪器内的单片机对风传感器的输出频率进行采样,计算。后仪器输出瞬时风速,一分钟平均风速,瞬时风级,一分钟平均风级,平均风级对应的浪高。测得的参数在仪器的液晶显示器上用数字直接显示出来。

为了减少仪器的功耗,仪器中的传感器和单片机都采取了一些降低功耗的专门措施。

为了保证数据的可靠性,仪器中还带有电源电压检测电路。当电源电压太低时,仪器显示器下部电池标记显示缺电,提示用户电源电压太低数据已不可靠,需要及时更换电池。

仪器内还设计有电源控制电路,用电路来替代机械开关控制仪器的投断电。

 




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