Wie wählt man zwischen mechanischen und Ultraschall-Windgeschwindigkeits- und -richtungssensoren?
In der Natur sind Windgeschwindigkeit und -richtung wichtige meteorologische Faktoren bei der Umweltüberwachung. Wind beeinflusst unser Leben ständig. In der modernen Gesellschaft werden mit dem Fortschritt von Wissenschaft und Technologie Windgeschwindigkeits- und -richtungssensoren zur Überwachung der Richtung und Stärke des Windes immer beliebter. Sie werden in der Meteorologie häufig eingesetzt.
Derzeit gibt es zwei Arten von Geräten zur Überwachung von Windgeschwindigkeit und Windrichtung: Einer ist ein Windgeschwindigkeits- und Windrichtungssensor mit mechanischer Struktur und der andere ist ein Windgeschwindigkeits- und Windrichtungssensor, der Ultraschallmessung verwendet. Diese beiden Sensoren sind zwei im täglichen Leben gängige Geräte. Was sind die Ähnlichkeiten und Unterschiede zwischen den beiden, gibt es Genauigkeitsprobleme und wie wählt man sie aus? Hören wir uns die ausführliche Erklärung des Herausgebers an:
Lassen Sie uns zunächst über den mechanischen Windgeschwindigkeits- und Windrichtungssensor sprechen. Der mechanische Windgeschwindigkeits- und Windrichtungssensor ist kein Ganzes und ist in Windgeschwindigkeitssensor und Windrichtungssensor unterteilt:
Windgeschwindigkeitssensor
Der Windgeschwindigkeitssensor mit mechanischer Struktur ist ein Sensor, der Windgeschwindigkeit und Luftvolumen (Windvolumen=Windgeschwindigkeit × Querschnittsfläche) kontinuierlich messen kann. Der gebräuchlichste Windgeschwindigkeitssensor ist der Windgeschwindigkeitssensor vom Typ Windbecher. Es wird gesagt, dass dieser Sensor erstmals von Robinson Crusoe in England erfunden wurde. Der Messteil besteht aus drei oder vier halbkugelförmigen Windbechern. Die Windbecher sind auf einer drehbaren Halterung senkrecht zum Boden in gleichen Winkeln in eine Richtung installiert.
Windrichtungssensor
Der Windrichtungssensor nutzt die Drehung des Windrichtungspfeils, um die externen Windrichtungsinformationen zu erfassen und zu erfassen, überträgt sie an die Koaxialcodeplatte und gibt gleichzeitig ein physikalisches Gerät aus, das den windrichtungsbezogenen Werten entspricht. Sein Hauptkörper nimmt die mechanische Struktur einer Windfahne an. Wenn der Wind in Richtung der Windfahne weht und sich die Windfahne am Ende befindet, zeigt der Pfeil der Windfahne in die Windrichtung. Um die Richtungsempfindlichkeit aufrechtzuerhalten, werden auch verschiedene interne Mechanismen verwendet, um die Richtung des Windgeschwindigkeitssensors zu identifizieren.
Ultraschall-Windgeschwindigkeits- und -richtungssensor
Das Funktionsprinzip von Ultraschallwellen besteht darin, die Ultraschall-Zeitdifferenzmethode zu verwenden, um Windgeschwindigkeit und -richtung zu messen. Denn die Geschwindigkeit des sich in der Luft ausbreitenden Schalls überlagert sich mit der Geschwindigkeit des Luftstroms in Windrichtung. Breitet sich die Ultraschallwelle in die gleiche Richtung wie der Wind aus, erhöht sich ihre Geschwindigkeit. Breitet sich die Ultraschallwelle hingegen in die entgegengesetzte Richtung des Windes aus, verringert sich ihre Geschwindigkeit. Daher kann unter festen Erfassungsbedingungen die Geschwindigkeit der sich in der Luft ausbreitenden Ultraschallwellen der Windgeschwindigkeitsfunktion entsprechen. Die genaue Windgeschwindigkeit und -richtung können durch Berechnung ermittelt werden. Da sich Schallwellen in der Luft ausbreiten, wird ihre Geschwindigkeit stark von der Temperatur beeinflusst. Der Windgeschwindigkeitssensor erkennt auf zwei Kanälen zwei entgegengesetzte Richtungen, sodass der Einfluss der Temperatur auf die Geschwindigkeit der Schallwellen vernachlässigbar ist.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der Windrichtungssensor und der Windgeschwindigkeitssensor beide mechanisch konstruiert sind und rotierende Teile haben, sodass die Mindestwindgeschwindigkeit die Ausgangsbedingung vor der Überwachung ist. Wenn die Windgeschwindigkeit niedriger als der Ausgangswert ist, wird der Propeller oder die Windschale nicht zum Drehen angetrieben. Daher ist eine Überwachung nicht möglich. Demgegenüber gibt es den Ultraschall-Windgeschwindigkeits- und -richtungssensor. Das größte Merkmal dieses Geräts ist, dass es sogar bei Nullwindgeschwindigkeit funktionieren kann, ohne dass die Windgeschwindigkeit ansteigt. Und im Gegensatz zum mechanischen Windgeschwindigkeits- und -richtungssensor, der zwei Geräte erfordert, kombiniert der Ultraschallsensor zwei. Die beiden Überwachungsmethoden sind in einem integriert und erfassen und geben gleichzeitig aus.
Mit der rasanten Entwicklung des Internets der Dinge steigt die Nachfrage nach der Genauigkeit der Überwachung meteorologischer Elemente. Der Einsatz von Ultraschall-Windgeschwindigkeits- und -richtungssensoren kann die inhärenten Mängel mechanischer Windgeschwindigkeits- und -richtungssensoren gut überwinden, sodass sie den ganzen Tag und lange Zeit normal funktionieren können. Wenn die Kosten in Zukunft gesenkt werden können, wird es eine leistungsstarke Alternative zu mechanischen Anemometern sein.
