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大风速下超声波风速仪换能器为啥测量不到风速了?

  • 供稿:力语超声
  • 作者:编辑小张
  • 发布时间:2021-07-30 10:00:00
  • 浏览量:237

如果风速小的时候可以测量到,风速达到50米/秒后测量不到了,有以下几个原因:

经过分析有以下几种情况:

1.多普勒效应造成的频率偏差:超声波风速仪换能器中心频率在200KHz,无风情况下一个换能器发射,另一个换能器接收到的也是200Khz,当风速达到50米/秒的时候,因为多普勒效应,接收换能器接收到的信号频率偏离200Khz比较远,造成接收换能器接收到超过换能器中心带宽范围的信号。

杭州力语超声生产的200Khz超声波风速仪换能器的带宽如下:


超声波风速仪换能器


中心频率为200Khz,3db带宽是30Khz,也就是185~215KHz。6db带宽是40Khz,也就是180~220KHz。当风速达到50米/秒,接收换能器接收到的频率已经超过这个带宽范围。

2.灵敏度的变化:在无风条件下,200Khz频率的风速风向仪换能器DYA-200-01D用12V、16V和24V电压驱动,两个换能器之间距离5cm、10cm的位置,一个发射一个接收,接收端接收到没有经过放大的信号幅值如下:


信号

表1 不同发射电压下接收端接收到的信号强度

 风速越大,风压越小,超声波在传输过程中衰减就越厉害,接收端接收到的信号就越小。达到50米/秒的风速下,接收换能器接收到的信号只有微伏级别了,所以测量不到风速了。

3.发射角度偏移:以DYA-200-01D超声波风速仪换能器为例,(波束宽度)半功率角@-3dB:10°±2,锐度角:23°±4。风速越大,发射换能器的角度偏移越大,达到一定大的风速后,造成接收换能器不在锐度角范围内,从而测量不到风速。这个因素对大风速测量是最小的。


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本文关键字:超声波风速仪换能器

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