超声波式风速传感器：超声波传感器在矿井中的风速测量应用原理

超声波传感器在矿井中的风速测量应用
 为了了解井巷各处的风速是否符合我国矿山安全规程规定，所需风量能否满足要求，在矿井主要风巷（总进风巷、总回风巷、主 要进风巷和主要回风巷），采区进风巷、回风巷，采掘工作面进风  巷、回风巷等处都要定期测风速。测风速工作是矿井通风管理的重要内容。

为了准确地测定风速，在矿井主要井巷，采区进风巷、回风巷均应设测风站。测风应在测风站内进行；在无测风站的巷道测风要 选择一段没有漏风或漏风小、无杂物堆积、井架齐全、断面变化不  大的直线巷道，作为测风点进行测风速。由于巷道断面内各点的风速不同，为了测得平均风速，在进行测风速时，应采用线路法或定点法。
  (1)测风速人员在一定的时间内、在巷道断面内、按照一定的路线匀速移动风表测风，这种方法称为线路法。根据巷道断面大小的不同，可选择不同的测风路线。
(2)将巷道断面分为若干小块，在每一个小块中心布置测点，使用风表用相等的时间进行风速测定，然后计算出平均风速，这种方法称为定点法，根据巷道断面大小的不同，可划分为不同数目的小块。
断面大，划分的小块数目就图定点法测风速的测点布置应多些；反之，可以少些。一般来说，布置的测点越多，测出的风速就越准确。
随着新能源节能环保的发展，风速传感器，风速仪器使用越来越频繁，风速传感器作为一种典型的传感器，主要是将空气的流动速度变量转换成有一定对应关系的输出信号的装置。被广泛应用于煤矿井下具有瓦斯爆炸危险的各矿井通风总回风巷、风口、井下主要测风站、扇风机井口、掘进工作面、采煤工作面等处，以及相应的矿产企业。
矿井风速的监测是保证矿井安全生产的重要因素,矿井的工作条件特殊,工作环境复杂,风速测量在矿井安全中是一项重要内容,风速传感器可连续监测上述地点的风速、风量大小，能够对所处巷道的风速风量进行实时显示，是矿井通风安全参数测量的重要仪表。在风速测量中，比较精确的有超声波风速传感器。
传统的风速计有旋转的机械部分。这些移动的部分容易使得传感器损坏，超声波传感器设计在于避免任何的机械部分被损坏，确保更可靠的操作。此外超声波传感器有着长期的稳定性而不需要维护。
这是一种低成本、高精度、高稳定性的风速传感器。该系统能实时精确地提供井下风速风量数据，可遥控设置，多样性输出接口便于传感器与基站的接入。它的原理是利用超声旋换能器来获取风速，欧赛龙公司就在这方面研发和应用多年，在风速测量技术上有着独到的见解。
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；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。
由于没有机械转动部件，不存在机械磨损、阻塞、冰冻等问题，同时也没有“机械惯性”，可捕捉瞬时的风速变化，不仅可测出常规风速(平均风速) ，也可测得任意方向上的风速分量，尤其可测出风速中的高频脉动成分。
有关风速测量相关应用技术，请咨询欧赛龙的工程师，会得到更多的启发。

超声波式风速传感器：超声波风速传感器

一、超声波风速传感器作用介绍
　　在许多场合超声波风速传感器都是能够用得到的，该传感器是在超声波漩涡原理的设计下，利用超声波转动器来发送和接收所有信号。之后以硬件处理器芯片为它的控制器可以实现风速的测量。以及显示遥控和远程传输等许多功能。超声波风速传感器在我们生活中也有着十分重要的作用。
　　他是一个成本低，精度高，稳定性高的风速传感器，它的系统能够实时准确地提供井下风速风量数据的工具。可以进行遥控设置多样性输出信号，便于传感器与机站的连接，超声波风速传感器的原理是利用超声波玄幻能器来获取风速的。在风速传感器与转能器之间设置了一个组当体当流动的空气，经过这个组长几的时候，在它的下方产生两年内全相互交替的漩涡。由于漩涡对超声波阻碍超声波转换，能会受到较强的漩涡频率变化的操纵波，当漩涡没有了，阻挡超声波时，接收到的超声波强度是*大的，当旋涡正好阻挡超声波传输时接收到的超声波强度是*小的。超声波转能器接收到的频率信号，换成电压二者呈线性关系，这就是电压和风速呈现型正比的关系。

二、超声波风速传感器原理图

三、超声波探头
　　超声波探头所用的材料有压电晶片及。镍铁铝合金两类定制伸缩的材料有浩泰生铅等。压电晶体组成的超声波风速传感器是一种可以逆转传感器可以将电能转变成机械震荡，从而生成超声波，同时它也可以接收到超声波也能转换成电能，所以它可以分为发送器或者接收器，有的超声波风速传感器可以作为发送，也可以作为接收。超声波探头和电路在震荡停止之后，因为它的惯性的作用电路还会有一段时间工作。但是在这个过程当中，因为控制段已经关闭了，所以它会变得越来越弱，这个过程叫做余震超声波探头，阻尼对对压电晶片震动起阻尼作用可以使晶片起震后尽快停止下来，减少脉冲宽度，从而提高分辨率。吸收晶片向背面发射超声波减少脉冲杂波。支撑晶片的安放。

四、超声波风速传感器工作原理和特点
　　风速传感器原理:
　　超声波风速传感器的特点是利用时差法来实现分数的基本测量，声音在空气中的传播速度会和风，产生叠加，如果超声波的传播方向与风向正好相同，那么它的速度就会加快，反之它的速度就会变慢。在固定的监测条件下，超声波风速传感器在空中传播的速度可以和风速成对应，这样就通过计算就可以得到精准的风速和方向，但是由于声波在空气中传播速度的时候，受到温度的影响，风速检测两个通道上会有两个相反的方向，所以温度对声波速度产生的影响可以忽略。
　　风速传感器特点：
　　1.超声波风速传感器采用声波相互互补的技术，实质精准度更高。
　　2.随机误差识别技术，大风下也可以保证，测量误差小，输出更加平稳。
　　3.针对细雨浓雾等天气的测量技术，具有更加适应环境的能力。
　　4.数字滤波技术可以抗电池，抗干扰能力更强。
　　5.无启动风速限制风速工作为0，是内味风的测量更加适合，没有角度的限制也可以获得风速方向的数据。
　　6.测量的精准度更高，性能更稳定，功率消耗不需要校准。
　　7.它的设计结构灵巧轻便，可以便于携带，安装也能够轻容易拆卸。

五、超声波风速传感器模块

六、超声波风向风速传感器型号
　　DC-21超声波风速传感器是锦州利诚自动化设备有限公司研发生产销售的一款仪器设备。DC-21是采用*新*精准的兼顾型风速传感器，可以通过紧凑的风土传奇来实现很高的精准度和连续的风速风向数据等信息的收集。不需要维护，能够在极限条件下达到操作水平，关于声音方面声音是可以流动的物体传输。DC-21是可以传送4个独立的检测数据，可以保证检查的正确性。

超声波式风速传感器：超声波风速风向传感器

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超声波风速风向传感器
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超声波风速风向传感器又名超声波风速风向计、超声波风速风向仪，是一款基于超声波原理研发的风速风向测量仪器，利用发送的声波脉冲，测量接收端的时间或频率（多普勒变换）差别来计算风速和风向。该传感器可以同时测量风速，风向的瞬时数值。
中文名
超声波风速风向传感器
外文名
Ultrasonic wind speed and direction sensor
别    名
超声波风速风向仪、超声波风速风向计
目录
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工作原理
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产品特点
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产品分类
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485型超声波风速风向仪
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模拟量型超声波风速风向仪
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工作拓扑图
超声波风速风向传感器工作原理
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超声波风速风向仪的工作原理是利用超声波时差法来实现风速风向的测量。由于声音在空气中的传播速度会和风向上的气流速度叠加。假如超声波的传播方向与风向相同，那么它的速度会加快；反之，若超声波的传播方向与风向相反，那么它的速度会变慢。所以，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；风速传感器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。超声波风速仪它具有重量轻、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先进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。
超声波风速风向传感器产品特点
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超声波风速风向变送器与传统的机械式风速风向变送器相比，具有以下四大优点：一无惯性测量，无启动风速限制零风速工作，360°全方位无角度限制，能够同时获得风速和风向数值；二采用一体式结构设计，整体无移动部件，外壳采用工程塑料材质，磨损小，使用寿命长；三是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；四是设备不需要现场校准和维护；超声波风速风向仪在设备顶部配置了四个方向朝下的超声波探头，它们能够在二维平面内循环发送和接收超声波，以超声波在空气中传播的时差通过内置的微处理器来计算出测量风速和风向的数值，通过集中器将数据以4G/GPRS的通讯方式将数据上传至监控中心或云平台，供用户查看。
超声波风速风向传感器产品分类
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超声波风速风向传感器485型超声波风速风向仪
数据帧格式定义采用Modbus-RTU 通讯规约，格式如下：初始结构 ≥4 字节的时间地址码=1 字节功能码=1 字节数据区=N 字节错误校验=16 位CRC 码结束结构 ≥4 字节的时间地址码：为变送器的地址，出厂默认0x01。功能码：主机所发指令功能指示。数据区：数据区是具体通讯数据，注意16bits数据高字节在前！CRC码：二字节的校验码。主机问询帧结构：地址码功能码寄存器起始地址寄存器长度校验码低字节校验码高字节1字节1字节2字节2字节1字节1字节从机应答帧结构：地址码功能码有效字节数数据一区数据二区数据N区校验码低字节校验码高字节1字节1字节1字节2字节2字节2字节1字节1字节寄存器地址：寄存器地址PLC或组态地址内容操作定义说明0000 H (十进制)瞬时风速只读风速实时值（扩大100倍）0001 H (十进制)风向只读风向实时值（整数，正北方向为0°顺时针增加度数，正东方为90°）0002 H (十进制)最大风速只读设备通电后最大风速（扩大100倍）0004 H (十进制)风力等级只读当前风速对应的风级值（整数，0~17级）07D0 H (十进制)设备地址读写1~254（出厂默认1）07D1 H (十进制)设备波特率读写0代表代表代表9600通讯协议示例以及解释举例：读取变送器设备（地址0x01）的风速和风向实时值问询帧地址码功能码起始地址数据长度校验码低字节校验码高字节0x010x030x00 0x000x00 0x020xC40x0B应答帧地址码功能码返回有效字节数风速实时值风向实时值校验码低字节校验码高字节0x010x030x040x00 0x7D0x00 0x5A0x EA0x10实时风速计算：风速：007D (十六进制)=125=> 风速=1.25 m/s实时风向计算：风向：005A (十六进制)=90=> 风向=东风
超声波风速风向传感器模拟量型超声波风速风向仪
设备采用宽压 10~30V 直流供电，模拟量信号输出，4~20mA、0~5V、0~10V 可选，外壳防护等级高，可以适应现场环境恶劣的检测场合主要技术参数直流供电（默认）10V～30V DC最大功耗0.15W量程风速0～60m/s（可定制）风向0~359°精度风速±(0.2m/s±0.02*v)(v为真实风速)风向±3°分辨率风速0.01 m/s风向1°工作环境-40～60℃，0～100%RH抗风强度75 m/s响应时间1S防护等级IP66输出信号4~20mA、0~5V、0~10V电流型输出信号转换计算量程0~60m/s，4~20mA输出，当输出信号12mA时，计算当前风速。风速量程的跨度为30m/s，用16mA电流信号来表达，60m/s/16mA=3.75m/s/mA，即电流变化1mA风速变化3.75m/s.那么可以计算测量值测量值12mA-4mA=8mA.8mA*3.75m/s/mA=30m/s，则当前的风速=30m/s。电压型输出信号转换计算量程0~60m/s，以0-10V输出为例，当输出信号为5V时，计算当前风速。风速量程的跨度为60m/s，用10V电压信号来表达，60m/s/10V=6m/s/V，即电压每变化1V对应风速变化6m/s.测量值5V-0V=5V。5V*6/m/s/V=30m/s。则当前风速为30m/s。GPRS型超声波风速风向仪采用GPRS或者4G模式输出，无需现场布线，没有距离限制，设备安装的场所有网络即可远程监控数据。
超声波风速风向传感器工作拓扑图
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超声波式风速传感器：风杯式风速传感器工作原理与超声波风速传感器工作原理介绍

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53次阅读热电偶劣化与使用寿命热电偶的使用寿命是大家非常关心的事，否则，心中无数将十分被动。热电偶的使用寿命与其劣化有关，所谓热电....发表于 2020-04-03 09:05?
38次阅读浅谈多轴测力传感器在汽车安全实验中的应用说起多轴测力传感器，知道的人并不多。不过，很多人都在电视里看到过汽车碰撞实验，通过碰撞模拟人传感器的....发表于 2020-04-03 08:43?
55次阅读科学家新开发出超灵敏的热传感器，其透明且可以印刷据外媒报道，有机电子实验室的科学家近日开发出一种灵敏、透明且可印刷的超灵敏热传感器。发表于 2020-04-02 19:55?
547次阅读未来汽车的识别车外噪音系统德国弗劳恩霍夫数字媒体技术研究所的研究人员为未来汽车研发了识别车外噪音系统，让车辆具备听觉能力。发表于 2020-04-02 17:34?
438次阅读2025年预计全球力传感器市场价值会达到25.3...报告显示，2019年全球力传感器市场价值为18亿美元，预计到2025年将达到25.3亿美元，在202....发表于 2020-04-02 17:05?
390次阅读物联网的双刃剑是怎样的物联网能够将设备连接到互联网并使其相互连接，同时这些设备能够根据所收集的数据对情况做出响应。发表于 2020-04-02 16:58?
94次阅读显通科技发布按键替换解决方案，采用超高灵敏度的多...2020年4月1日，中国北京 – 软件定义智能表面交互领域的先行者显通科技近日宣布推出标准化按键替换....发表于 2020-04-02 16:57?
450次阅读 氧气变送器传感器的特性及场合应用锅炉燃烧过程的重要任务之一是维持炉内过剩空气稳定，以保证经济燃烧。测氧量可以判断燃料是否不完全燃烧或....发表于 2020-04-02 16:08?
279次阅读物联的智能网关是怎样的支持技术：将计算机、传感器和网络结合起来以监控设备的概念已经存在了几十年。然而，最近几个技术市场趋势....发表于 2020-04-02 16:07?
121次阅读物联网为何逐渐蔓延到市场中去由于物联网已经连接到多种设备，因此它的行为表现为大量的数据产生。发表于 2020-04-02 15:57?
33次阅读基于一种低功率无线PPG传感器的驾驶员监测系统设...汽车工业的最新发展引起了科研人员对疲劳驾驶监测的研究兴趣，意图开发一种有效的驾驶员监测系统，能及时发....发表于 2020-04-02 15:56?
81次阅读物联网平台和解决方案有什么联系选择最能满足其需求的传感器——如果它们收集到所需的数据，那么它们如何连接到网关、所需的平台和分析应用....发表于 2020-04-02 15:32?
41次阅读工业物联网的效率怎么样工厂中的连网设备包括传感器、致动器和控制器，它们可以监视生产流程或其环境中的许多不同因素。发表于 2020-04-02 15:18?
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