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超声波风速仪换能器如何在50米以上风速下稳定测量?

  • 供稿:力语超声
  • 作者:编辑小张
  • 发布时间:2021-07-30 10:11:27
  • 浏览量:179

市场上常见的超声波风速风向仪标称测量范围是0~60米/秒,但是实际测量到了50米/秒左右就测量不到风速,或者出现明显的跳动。那么要如何解决这个问题呢?

杭州力语超声技术有限公司是生产超声波风速仪换能器的企业,在跟大量研发、生产超声波风速风向仪企业交流后,总结出了要测量50米以上大风速的一些特点:

1.选用更低频率换能器


超声波风速仪换能器

图1 DYA-125-02A超声波风速仪换能器


市场上有极少数超声波风速风向仪使用150Khz~180Khz换能器就可以在50米~60米大风速下正常测量,在这里不做进一步阐述,不属于本文的讨论范畴。

超声波风速仪换能器要用低频率的,一般是100Khz~135Khz范围内,可以正常测量50~60米/秒的大风速,需要测量更大的风速,需要用80Khz,甚至有国外公司用40Khz来测量。

使用低频率的超声波风速仪换能器,能够在大风速下稳定工作,同时也会带来问题是测量精度的下降。国外几家公司生产的,基本上可以做到±2%的测量精度,50米/秒的风速,误差在1米/秒。测量的风向角度为±2°。

2.发射电压提高

更高的发射电压,带来的是更大的发射功率,也就意味着接收端接收到的信号幅值越大。

在大风速下,建议发射电压到200VPP左右。

有厂家把发射电路做可变调节,根据风速的不同来调整发射电压。这样在常规风速下可以用较低电压发射,比如:100VPP以下,等风速逐渐变大,发射电压也同步变大。

3.改变接收电路:

有些厂家采用的是加入自动增益放大电路,或者采用TGC电路,根据接收到信号的时间来调整放大倍数。从发射到接收时间越长的信号,放大倍数越大。

4.其他作法

换能器改用圆柱形水平无方向性换能器,以换能器为圆心,水平360度发射,这样不用考虑发射角度,接收换能器都能接收到信号。而且结构简单,只要3个超声波换能器就解决测量风速和风向问题。


水平360度发射的超声波风速仪换能器

图2 水平360度发射的超声波风速仪换能器

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本文关键字:超声波风速仪换能器

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