风速传感器的工作原理是什么?风速传感器有哪些类型?风速传感器是我们生活中常见的重要传感器设备,可以有效检测风能。但是对于风速传感器,相信还有不少的朋友不太了解。那么,风速传感器的工作原理是什么?风速传感器有哪些类型?下面就一起来了解下吧。
风速传感器有哪些类型?
风速传感器是一种常见的传感器,可连续测量风速和风量(风量=风速x横截面积)。风速传感器一般分为机械风速传感器、热风速传感器、皮托管风速传感器和基于声学原理的超声波风速传感器。下面就来和大家简单介绍两种常见风速传感器的工作原理。
风速传感器的工作原理是什么?
1.螺旋桨风速传感器的工作原理:
我们知道风扇由电机驱动风扇叶片旋转,在叶片前后产生压差,以促进气流流动。螺旋浆风速计的工作原理恰恰相反。针对气流的叶片系统受到风压的影响,产生一定的扭矩来旋转叶片系统。通常,螺旋桨速度传感器通过一组三叶或四叶螺旋桨绕水平轴旋转来测量风速。螺旋桨通常安装在风标的前部,使其旋转平面始终面向风的方向,其速度与风速成正比。
2.风杯式风速传感器的工作原理:
风杯式风速传感器是英国鲁宾孙最早发明的一种非常常见的风速传感器。感应部分由三个或四个圆锥形或半球形空杯组成。空心杯壳固定在120°三叉星形支架或90°十字形支架上。杯的凹面沿一个方向排列,整个横臂架固定在垂直旋转轴上。
当风从左侧吹来时,风杯1与风向平行,风对风杯1的压力在最直接的风杯轴方向上几乎为零。风杯2和3在60度角相交。对于风杯2,其凹面迎风,风压最大;风杯3的凸面迎风,风的绕流使风压小于风杯2。由于风杯2与风杯3垂直于风杯轴的压差,风杯开始顺时针旋转。风速越大,起始压差越大,加速度越大,风杯旋转越快。
风杯开始旋转后,由于杯2沿风方向旋转,风压相对降低,杯3以相同速度旋转,风压相对增加,风压差减小,一段时间后(风速不变),作用在三个风杯压差为零,风杯变成均匀速度旋转。这样,风速的大小就可以根据风杯的速度(每秒的圆数)来确定。
当风杯旋转时,驱动同轴的多齿截光盘或磁棒旋转,并通过电路获得与风杯速度成正比的脉冲信号。脉冲信号由计数器计数,转换后可获得实际风速值。目前,新型转杯风速表采用三杯,锥形杯性能优于半球形。当风速增加时,转杯可以快速增加转速,以适应气流速度。当风速降低时,由于惯性的影响,转速不能立即下降。旋转风速表在阵风中表示的风速一般较高,效果过高(平均误差约为10%)