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您知道超聲波風(fēng)速風(fēng)向儀是如何工作的嗎?
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更新日期:[2010-09-17] 共閱[4527307]次 |
您知道超聲波風(fēng)速風(fēng)向儀是如何工作的嗎? 超聲波風(fēng)速風(fēng)向儀測(cè)量超聲波從N傳感器到S傳感器傳輸?shù)臅r(shí)間,并與S傳感器到N傳感器傳輸?shù)臅r(shí)間相比較。同理,比較超聲波從W到E的時(shí)間和E到W的時(shí)間。(N=北,S=南,E=東,W=西) 如果風(fēng)從北面吹來(lái),超聲波從N到S的時(shí)間就會(huì)比從S到N的時(shí)間短,而從W到E和從E到W的傳輸時(shí)間卻是一樣的。通過(guò)計(jì)算超聲波在兩點(diǎn)之間的傳輸?shù)臅r(shí)間差,就可以計(jì)算出風(fēng)的速度和方向。這種計(jì)算方法與其它因素如溫度沒(méi)有關(guān)系. WindObserverII測(cè)量超聲波從N傳感器到S傳感器傳輸?shù)臅r(shí)間,并與S傳感器到N傳感器傳輸?shù)臅r(shí)間相比較。同理,比較超聲波從W到E的時(shí)間和E到W的時(shí)間。(N=北,S=南,E=東,W=西) 如果風(fēng)從北面吹來(lái),超聲波從N到S的時(shí)間就會(huì)比從S到N的時(shí)間短,而從W到E和從E到W的傳輸時(shí)間卻是一樣的。通過(guò)計(jì)算超聲波在兩點(diǎn)之間的傳輸?shù)臅r(shí)間差,就可以計(jì)算出風(fēng)的速度和方向。這種計(jì)算方法與其它因素如溫度沒(méi)有關(guān)系。 超聲波風(fēng)速風(fēng)向儀測(cè)量超聲波從上面的發(fā)射器到達(dá)下面的接收器之間的時(shí)間,并且與相反方向傳輸?shù)臅r(shí)間相比較。同樣地也比較其它上下兩對(duì)發(fā)射器和接收器之間超聲波傳輸?shù)臅r(shí)間。 通過(guò)測(cè)量每一軸上的超聲波傳輸時(shí)間差可以計(jì)算出沿著該軸方向的風(fēng)速。這一計(jì)算方法與其它因素比如溫度等無(wú)關(guān)。通過(guò)三個(gè)軸方向的風(fēng)速,可計(jì)算出U、V、W風(fēng)速或極、W風(fēng)速。 我們可以看出,我們可以從超聲波傳輸時(shí)間來(lái)計(jì)算出空氣中的聲速,而聲溫是通過(guò)如下公式來(lái)計(jì)算的。 Tst=C12/403 其中: Tst=聲溫 C1=聲速 注意:本公式并沒(méi)有考慮相對(duì)濕度的影響。 溫度、大氣壓、降雨和濕度的影響 計(jì)算出的U、V和W方向的風(fēng)速與溫度、大氣壓、降雨以及相對(duì)濕度沒(méi)有關(guān)系,只要它們?cè)赪indMaster可操作范圍之內(nèi)。但是計(jì)算出的聲溫/聲速就必須要進(jìn)行校正,僅僅作為環(huán)境溫度的參考。 測(cè)量次序 下表顯示的是各超聲波發(fā)射器的發(fā)射次序。 根據(jù)所設(shè)定的輸出頻率,采樣頻率會(huì)自動(dòng)選擇到20或32Hz。測(cè)量次序zui大50ms(采樣20Hz時(shí))或31ms(采樣32Hz時(shí))下一循環(huán) 超聲波測(cè)量軸1 ?。ǖ湫?ms)23數(shù)學(xué)運(yùn)算12 超聲波發(fā)射L>UU>LL>UU>LL>UU>LL>UU>LL>U等 模擬輸入測(cè)量1、2、3和4或PRT 串口通信上一次測(cè)量的數(shù)據(jù) L>U從下面往上發(fā)送超聲波 U>L從上面往下發(fā)送超聲波 模擬輸入和PRT輸入將會(huì)在第8.3章節(jié)所介紹的輸出下同步進(jìn)行取樣。 信號(hào)處理 瞬時(shí)取樣 超聲波風(fēng)速風(fēng)向儀可以在選定的輸出頻率下(不用平均處理),直接輸出采樣數(shù)據(jù)??梢赃x擇在20Hz、32Hz或平均時(shí)間采樣(請(qǐng)參考10.2章節(jié)Fxy和Px)。這適用于風(fēng)速風(fēng)向和聲溫的輸出。所有的采樣數(shù)據(jù)都用一個(gè)狀態(tài)代碼傳送。 重測(cè)激活 在該模式下,如果發(fā)現(xiàn)了一個(gè)錯(cuò)誤的取樣,儀器就會(huì)在設(shè)定的時(shí)間參數(shù)下重新發(fā)送一個(gè)超聲波。 校準(zhǔn)激活/禁止 校準(zhǔn)功能(提供指示點(diǎn)和傳感器屏蔽補(bǔ)償)可以禁止不正確的操作、退回到初始。 選擇上述參數(shù)是通過(guò)GILLWind軟件或用超級(jí)終端來(lái)設(shè)定Fx或Px命令
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