LC-CF1型超聲波風速風向傳感器
LC-CF1型超聲波風速風向傳感器
（中國超聲波風速風向儀締造者）
一、產品概述：
1、風速風向測量
超聲波風速風向儀使用四個超聲波探頭在二維平面內循環(huán)發(fā)送和接收超聲波,通過超聲波在空氣中傳
播的時差來測量風速和風向。
2、聲學溫度測量
風速風向儀可以通過超聲波在空氣中的傳播時間來計算風速，進而通過空氣中聲速和溫度的物理關系
來計算出空氣的溫度。
3、自動除雪化冰功能
為防止冬天室外風速風向測量造成超聲波探頭的凍結，以至影響測
量，甚至造成儀器嚴重損害，在探頭內部安裝了可以自動加熱的裝置，使儀器在嚴寒下仍可正常使用。
二、工作原理：
該儀器是利用超聲波時差法來實現風速的測量。聲音在空氣中的傳播速度，會和風向上的氣流速度疊加。若超聲波的傳播方向與風向相同，它的速度會加快；反之，若超聲波的傳播方向若與風向相反，它的速度會變慢。因此，在固定的檢測條件下，超聲波在空氣中傳播的速度可以和風速函數對應。通過計算即可得到精確的風速和風向。 由于聲波在空氣中傳播時，它的速度受溫度的影響很大；本風速儀檢測兩個通道上的兩個相反方向，因此溫度對聲波速度產生的影響可以忽略不計。
它具有重量輕、沒有任何移動部件、堅固耐用的特點， 而且不需維護和現場校準，能同時輸出風速和風向？蛻艨筛鶕枰x擇風速單位、 輸出頻率及輸出格式。也可根據需要選擇加熱裝置（在冰冷環(huán)境下推薦使用）或模擬輸出。可以與電腦、數據采集器或其它具有RS485或模擬輸出相符合的采集設備連用。如果需要，也可以多臺組成一個網絡進行使用。
超聲波風速風向儀是一種較為先進的測量風速風向的儀器。 由于它很好地克服了機械式風速風向儀固有的缺陷， 因而能全天候地、長久地正常工作，越來越廣泛地得到使用。它將是機械式風速儀的強有力替代品。
三、產品特點：
與傳統(tǒng)的機械式風速風向儀的磨損較快，維護繁瑣比較，超聲波風速風向儀的優(yōu)勢在于：
1、無移動部件，磨損；
2、維護少，使用壽命長；
3、響應速度快；
與目前國內外生產的超聲波風速風向儀相比較，LC-CF1型超聲波風速風向儀對超聲波的檢測采用全數字式信號處理方案。
雖然傳統(tǒng)的模擬信號檢測方式比數字式信號檢測方式響應速度快，成本低，但此方式對器件的穩(wěn)定性，外界的環(huán)境要求很高，難以實現高性能檢測。而風速與風向的測量對儀器響應速度要求不高，但使用環(huán)境范圍廣泛，因此LC-CF1選用全數字式信號處理方式，更加精準智能。其優(yōu)點在于：
1、采用聲波相位補償技術，精度更高；
2、采用隨機誤差識別技術，大風下也可保證測量的低離散誤差，使輸出更平穩(wěn)；
3、針對細雨，濃霧天氣的測量補償技術，具有更強的環(huán)境適應力；
4、數字濾波技術，抗電磁干擾能力更強；
5、無啟動風速限制，零風速工作，適合室內微風的測量，無角度限制(360°全方位)，同時獲得風
速、風向的數據；
6、測量精度高；性能穩(wěn)定；低功耗不需校準；
7、結構堅固，儀器抗腐蝕性強，在安裝和使用時無需擔心損壞；
8、設計靈活，輕巧，攜帶輕便，安裝、拆卸容易；
9、信號接入方便，同時提供數字和模擬兩種信號；
10、不需維護和現場校準， 真正的0～359°工作 (無死角)
四、數據輸出：
系統(tǒng)輸出風速，風向和溫度的頻率都同步為1～10Hz 可調節(jié)。輸出結果為此段時間風速，風向和溫度的平均值，因此輸出頻率設定越高，則測量值的高頻量越多，標準差也越大；反之輸出頻率設定越低，則測量的精度就越高。因此若測量低風速的風（20m/s 以下），空氣流動平穩(wěn)多為層流，建議可設定為較高輸出頻率。而如果測量范圍在較高的風速下（20m/s～60m/s），空氣流動不平穩(wěn)，湍流和渦旋明顯增多，則建議設定在低輸出頻率，以增加測量的精度。
五、技術指標：
|
風 速 |
|
|
測量范圍 |
0～60 m/s |
|
測量精度 |
±0.2 m/s（當風速在0～10m/s范圍內）＜測量值的±2%（當風速＞10 m/s） |
|
分 辨 率 |
NMEA 協(xié)議0.1 m/s；其他輸出方式0.01m/s |
|
風 向 |
|
|
測量范圍 |
0～360°全方位，無盲區(qū) |
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準 確 性 |
±0.1° |
|
分 辨 率 |
0.1° |
|
聲學溫度 |
|
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測量范圍 |
-40℃～60℃ |
|
測量精度 |
±2℃ |
|
分 辨 率 |
0.1℃ |
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通訊協(xié)議 |
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RS485/RS422通信方式 |
NMEA0183·WIMWV 協(xié)議 |
|
Modbus-RTL 協(xié)議 |
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模擬輸出方式 |
風速風向皆為4～20mA 電流輸出 |
|
風速2～500Hz 脈沖輸出；風向4～20mA 電流輸出 |
|
|
輸出方式 |
|
|
模擬方式 |
4～20mA；0～20mA |
|
數字方式 |
RS422；RS485 |
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操作電壓 |
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儀器工作供電 |
24V±20%/0.3A或者12V |
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儀器加熱供電 |
24V±20%/10A |
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普通參數 |
|
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尺 寸 |
高×寬=256×164（mm） |
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重 量 |
1.8Kg |
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材 料 |
合金輕金屬 |
|
防護等級 |
IP66 |
|
存儲溫度 |
-50～80℃ |
|
工作溫度 |
-40～70℃ |
|
工作濕度 |
0～100%RH |
|
防 冰 凍 |
參照MILSTD810E |
|
防 腐 蝕 |
三個月的鹽霧，冷凝試驗后無腐蝕 |
|
防 沙 塵 |
參照MILSTD810E |
|
EMC |
IEC61000-4-5 |
|
平均無故障時間MTBF |
超長30年 |
|
輸出頻率 |
1Hz～10Hz |
六、設備安裝：
1、安裝固定
2、安裝地點選取
為使空氣流動的順暢，以保證風速風向測量的精確，儀器選址安裝時應盡量遠離高大建筑，樹木等障礙物。按照世界氣象組織（WMO）給出的建議：風速儀需安裝在開闊地區(qū)超過地面 10米以上。開闊地區(qū)的定義是風速儀和任何障礙物之間的距離是障礙物高度的10倍以上。
注：LC-CF1具有獨特的算法對電磁干擾就行糾正，因此抗電磁干擾能力好，可以在較強的輻射源下正常工作。甚至在天線及雷達附近也可正確測量數據。但仍然建議不要在強電磁干擾下使用儀器，以減小其對儀器造成不良影響的可能性。
3、接地
為避免雷擊，輻射的高壓靜電損壞儀器或傷人，儀器必須正確接地。接地時應將電纜屏蔽線與大地相
連。
七、接線方式:
1、供電電源
供給超聲波風速風向儀的電源為24V±20%，并且此電源應具有較小的紋波電壓。
2、模擬輸出接口電路
兩個模擬輸出接口可以提供模擬信號的輸出。引腳1 可以以4～20mA 電流值的方式表示風速值0～50m/s，也可以以2～500Hz 頻率脈沖波形式輸出0～50m/s 風速值。以何種方式輸出需要根據客戶要求訂制。如果以電流模式為輸出方式，則最大負載電阻為300Ω。
風速風向儀底部有一個8 腳防水插頭，用以通過屏蔽電纜線連接外部電源和通信接口。
管腳功能分布如下：
|
串行接口，全雙工 |
線纜連接孔端視圖 |
||
|
引腳名稱 |
引腳分配 |
引腳功能 |
|
|
1 |
RXD- |
串行接口 |
|
|
2 |
TXD- |
串行接口 |
|
|
3 |
NC |
不連接 |
|
|
4 |
RXD+ |
串行接口 |
|
|
5 |
TXD+ |
串行接口 |
|
|
6 |
AGND |
模擬地 |
|
|
7 |
DC- |
電源負端 |
|
|
8 |
DC+ |
電源正端 |
|
|
|
Shield |
機殼地 |
|
|
串行接口，半雙工，模擬輸出 |
線纜連接孔端視圖 |
||
|
引腳名稱 |
引腳分配 |
引腳功能 |
|
|
1 |
WS |
風速模擬輸出 |
|
|
2 |
TXD-/RXD- |
串行接口 |
|
|
3 |
NC |
不連接 |
|
|
4 |
WD |
風向模擬輸出 |
|
|
5 |
TXD+/RXD+ |
串行接口 |
|
|
6 |
AGND |
模擬地 |
|
|
7 |
DC- |
電源負端 |
|
|
8 |
DC+ |
電源正端 |
|
|
|
Shield |
機殼地 |
|
引腳接口圖
八、產品附件：
|
序號 |
名稱 |
數量 |
單位 |
|
1 |
超聲波風速風向儀 |
1 |
套 |
|
2 |
8 針航空插頭配10米屏蔽線 |
1 |
套 |
|
3 |
超聲波風速風向監(jiān)測軟件 |
1 |
張 |
|
4 |
操作手冊 |
1 |
份 |
|
5 |
通信協(xié)議 |
1 |
份 |
|
6 |
產品裝箱單、合格證 |
1 |
份 |
十、風速等級表：
|
風級、風速、風壓對照表 |
||||||
|
風級 |
名稱 |
風速 |
風壓W0=V2/16（kg/m2)，10N/m2 |
陸地地面物體征象 |
海面狀態(tài) |
|
|
km/h |
m/s |
|||||
|
0 |
無風 |
＜1 |
0～0.2 |
0～0.0025 |
靜 |
靜 |
|
1 |
軟風 |
1～5 |
0.3～1.5 |
0.0056～0.014 |
煙能表示方向，但風向標不動 |
微波 |
|
2 |
輕風 |
6～11 |
1.6～3.3 |
0.016～0.68 |
人面感覺有風，風向標轉動 |
小波 |
|
3 |
微風 |
12～19 |
3.4～5.4 |
0.72～1.82 |
樹葉及微枝搖動不息旌旗展開 |
小波 |
|
4 |
和風 |
20～28 |
5.5～7.9 |
1.89～3.9 |
能吹起地面紙張與灰塵 |
輕浪 |
|
5 |
清風 |
29～38 |
8.0～10.7 |
4～7.16 |
有葉的小樹搖擺 |
中浪 |
|
6 |
強風 |
39～49 |
10.8～13.8 |
7.29～11.9 |
小樹枝搖動，電線呼呼響 |
大浪 |
|
7 |
疾風 |
50～61 |
13.9～17.1 |
12.08～18.28 |
全樹搖動，迎風步行不便 |
巨浪 |
|
8 |
大風 |
62～74 |
17.2～20.7 |
18.49～26.78 |
微枝折毀，人向前行阻力甚大 |
狂浪 |
|
9 |
烈風 |
75～88 |
20.8～24.4 |
27.04～37.21 |
建筑物有小損 |
狂濤 |
|
10 |
狂風 |
89～102 |
24.5～28.4 |
37.52～50.41 |
可拔起樹來，損壞建筑物 |
狂濤 |
|
11 |
暴風 |
103～117 |
28.5～32.6 |
50.77～66.42 |
陸上少見，有則必有廣泛破壞 |
狂濤 |
|
12 |
颶風 |
＞117 |
32.7～36.9 |
66.42～85.1 |
陸上極少見,摧毀力極大 |
海浪滔天 |
品牌：利誠
