風速傳感器是一種用來測量風速的儀器,可以連續(xù)測量風速和風量,是氣象監(jiān)測的重要監(jiān)測設(shè)備。通過機械風速傳感器或超聲波風速傳感器可以達到采集風速信息的目的。該風速傳感器外形小巧,非常便于攜帶,測量方法簡單,可以隨時隨地拆裝。
與其他傳感器相比,風速傳感器的價格較低,因此得到了廣泛的應(yīng)用?,F(xiàn)在,常見的材料有鋁合金或聚碳酸酯復(fù)合材料。由于長期在戶外工作,風速傳感器有一個統(tǒng)一的特點:防水、防風、耐腐蝕、抗老化、安全性高、測量準確。
應(yīng)用領(lǐng)域:
農(nóng)業(yè)領(lǐng)域
在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域,風向和風速起著非常重要的作用,從植物的生長發(fā)育到授粉,起著關(guān)鍵性的作用,包括農(nóng)田的病蟲害傳播,也與風速和風向有關(guān)。如果風速過高,還會對農(nóng)產(chǎn)品造成物理損傷,如農(nóng)作物倒地、樹木傾斜、果實掉落等,這將影響農(nóng)作物的最終產(chǎn)量。農(nóng)業(yè)上監(jiān)測風向風速,可以防止沙丘移動破壞農(nóng)田,防止風速過大給農(nóng)作物造成巨大損失。
氣象監(jiān)測
地面風向監(jiān)測:在一些特殊地區(qū),比如沙漠、高原,人們會時刻關(guān)注風速、風向的變化,預(yù)測即將到來的天氣,從而做出相應(yīng)的預(yù)案。這時候風速傳感器就派上用場了,氣象站的重要組成部分就是帶有風速風向傳感器的儀器。
海洋氣象學
海洋中的天氣復(fù)雜多變。有經(jīng)驗的人員會通過觀察海洋上空云層的變化和海水的波動來判斷天氣?,F(xiàn)在有了風速傳感器,可以檢測到更準確的數(shù)據(jù)。在海洋氣象領(lǐng)域,風速風向傳感器一般不會單獨使用,需要綜合指標來判斷天氣。因此,將使用溫度傳感器、相對濕度傳感器和氣壓傳感器等一系列監(jiān)測設(shè)備來綜合預(yù)測天氣情況。
航空領(lǐng)域
作為皮托管風速傳感器,飛機上的“皮托管”是飛機上非常重要的監(jiān)測工具。風速傳感器正好位于機身外側(cè),受氣流影響較小。飛機飛行時,氣流會進入皮托管,風速傳感器開始工作。這時氣流對風速傳感器的沖擊力也叫動壓。飛機越快,動壓越強。管理者可以通過觀察數(shù)據(jù)來判斷自己的速度。
煤礦作業(yè)
在煤礦作業(yè)中,通風非常重要。風速和風量決定了礦工是否有足夠的氧氣,也影響瓦斯或一氧化碳等有害氣體的濃度。在地下礦井的通風系統(tǒng)中,安裝風速傳感器可以幫助相關(guān)人員隨時隨地檢查礦井中的風速變化,以便根據(jù)情況隨機做出相應(yīng)的對策。
主要分類:
皮托管風速傳感器、熱線風速傳感器、超聲波風速傳感器、霍爾效應(yīng)電磁風速傳感器。
顧名思義,超聲波傳感器是利用超聲波試錯法來測量風速的。在固定的測量環(huán)境下,如果超聲波的傳播方向與風向相對應(yīng),風速越大,超聲波的傳播速度越快,如果風速減小,超聲波的傳播速度就會變慢。
風速傳感器
風速傳感器由螺旋槳葉片、傳感器軸、傳感器支架和磁感應(yīng)線圈組成。當傳感器放置在室外時,會產(chǎn)生動能,帶動傳感器的螺旋槳旋轉(zhuǎn)。根據(jù)螺旋槳旋轉(zhuǎn)的頻率和速度,可以得到空氣的速度。
皮托管風速傳感器
這種測量儀器在市場上很少見,由18世紀法國物理學家H. Pitot發(fā)明的,又稱皮托管式風速傳感器。皮托管式風速傳感器主要用于測量管道或風,在測量河流流速時也會出現(xiàn)。
這種測量方法有其自身的局限性,無法測量含有顆粒的流體的流量。即使被測流體只含有少量顆粒,也可能堵塞測量孔,因此也可以利用這一原理測量風速和風量。
熱線風速傳感器
熱線風速傳感器主要是利用熱線或熱膜作為探頭,在空氣中直接測量,并與惠斯頓電橋連接。利用惠斯頓電橋的電阻或電流平衡關(guān)系,可以得到不同測試段的空氣流量。
霍爾效應(yīng)電磁風速傳感器
霍爾效應(yīng)傳感器主要應(yīng)用于商業(yè)領(lǐng)域,如DVD、CD、存儲驅(qū)動器、自動玩具、手機、工業(yè)旋轉(zhuǎn)設(shè)備、位置檢測器甚至軍事或航空設(shè)備。
其實霍爾效應(yīng)傳感器的原理就是當以一定角度穿過一塊材料的磁場影響到在這塊材料中流動的電流時,就會產(chǎn)生霍爾電壓。簡單來說就是一種三杯風速傳感器,但與傳統(tǒng)的三杯風速傳感器不同的是,利用霍爾效應(yīng)來測量的。