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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*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°),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 (*)
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*的算法对电磁干扰就行纠正,因此抗电磁力好,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°,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 | 0~99%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*时间MTBF | 超长30年 |
输出频率 | 1Hz~10Hz |
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