EC-A2型超聲風(fēng)速風(fēng)向儀
一、概述
EC-A2型超聲風(fēng)速風(fēng)向儀是對(duì)傳統(tǒng)風(fēng)杯/風(fēng)向標(biāo)/螺旋槳風(fēng)速風(fēng)向傳感器的替代產(chǎn)品。它揉合了的超聲波制造的專業(yè)技術(shù)，是基于現(xiàn)有的、高度成功的、實(shí)踐證明的超聲波技術(shù)。適用于陸地和海洋環(huán)境。有別于傳統(tǒng)易損壞的風(fēng)杯/風(fēng)向標(biāo)/螺旋槳風(fēng)速風(fēng)向傳感器，超聲波風(fēng)速風(fēng)向儀質(zhì)量輕，其堅(jiān)固的高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在安裝和使用時(shí)無(wú)需擔(dān)心損壞。
此外，無(wú)需昂貴的現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)或維護(hù)，以及其抗腐蝕的外表面，使得它成為真正的安裝后""的設(shè)備。超聲波風(fēng)速風(fēng)向儀設(shè)計(jì)靈活，有數(shù)字輸出和模擬輸出功能。
二、基本原理
EC-A2型超聲風(fēng)速風(fēng)向儀的工作原理是利用超聲波時(shí)差法來(lái)實(shí)現(xiàn)風(fēng)速的測(cè)量。聲音在空氣中的傳播速度，會(huì)和風(fēng)向上的氣流速度疊加。若超聲波的傳播方向與風(fēng)向相同，它的速度會(huì)加快；反之，若超聲波的傳播方向若與風(fēng)向相反，它的速度會(huì)變慢。因此，在固定的檢測(cè)條件下，超聲波在空氣中傳播的速度可以和風(fēng)速函數(shù)對(duì)應(yīng)。通過(guò)計(jì)算即可得到精確的風(fēng)速和風(fēng)向。由于聲波在空氣中傳播時(shí)，它的速度受溫度的影響很大；本風(fēng)速儀檢測(cè)兩個(gè)通道上的兩個(gè)相反方向，因此溫度對(duì)聲波速度產(chǎn)生的影響可以忽略不計(jì)。
它具有重量輕、沒(méi)有任何移動(dòng)部件、堅(jiān)固耐用的特點(diǎn)，而且不需維護(hù)和現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)，能同時(shí)輸出風(fēng)速和風(fēng)向。 客戶可根據(jù)需要選擇風(fēng)速單位、輸出頻率及輸出格式。也可根據(jù)需要選擇加熱裝置（在冰冷環(huán)境下推薦使用）或模擬輸出?？梢耘c電腦、數(shù)據(jù)采集器或其它具有RS485或模擬輸出相符合的采集設(shè)備連用。如果需要，也可以多臺(tái)組成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行使用。
EC-A2 型超聲波風(fēng)速風(fēng)向儀是一種較為*的測(cè)量風(fēng)速風(fēng)向的儀器。 由于它很好地克服了機(jī)械式風(fēng)速風(fēng)向儀固有的缺陷， 因而能全天候地、 長(zhǎng)久地正常工作，越來(lái)越廣泛地得到使用。它將是機(jī)械式風(fēng)速儀的強(qiáng)有力替代品。
三、典型應(yīng)用
1、城市環(huán)境監(jiān)測(cè)
2、風(fēng)力發(fā)電
3、氣象監(jiān)測(cè)
4、橋梁 隧道
5、航海船舶
6、航空機(jī)場(chǎng)
四、產(chǎn)品特點(diǎn)
1、無(wú)啟動(dòng)風(fēng)速限制，0風(fēng)起工作，適合室內(nèi)微風(fēng)的測(cè)量，無(wú)角度限制(360 °)，同時(shí)獲得風(fēng)速、風(fēng)向的數(shù)據(jù)；
2、可全天候工作，不受暴雨、冰雪、霜凍天氣的影響；
3、測(cè)量精度高；性能穩(wěn)定；低功耗不需校準(zhǔn)；
4、結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，儀器抗腐蝕性強(qiáng)，在安裝和使用時(shí)無(wú)需擔(dān)心損壞；
5、設(shè)計(jì)靈活，輕巧，攜帶輕便，安裝、拆卸容易；
6、信號(hào)接入方便，同時(shí)提供數(shù)字和模擬兩種信號(hào)；
7、不需維護(hù)和現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)， 真正的0～360°工作 (*)。
五、技術(shù)指標(biāo)
| 風(fēng)速 | |
|---|---|
| 測(cè)量范圍 | 0～60m/s |
| 準(zhǔn)確性 | ±0.2m/s |
| 分辨率 | 0.01m/s |
| 風(fēng)向 | |
| 測(cè)量范圍 | 0～360° |
| 準(zhǔn)確性 | ±2° |
| 分辨率 | 1° |
| 普通參數(shù) | |
| 尺寸（寬×高） | 400mm×265mm |
| 重量 | 2.5kg |
| 材料 | 不銹鋼（316L） |
| 防護(hù)等級(jí) | IP66 |
| 工作溫度 | -40℃～+70℃ |
| 工作濕度 | 5%RH～99%RH |
| 防冰凍 | 參照MILSTD810E |
| 防腐蝕 | 三個(gè)月的鹽霧、冷凝試驗(yàn)后無(wú)腐蝕 |
| 防沙塵 | 參照MILSTD810E |
| EMC | IEC61000-4-5 |
| 電源 | 工 作電 源：DC 24V 60mA 加熱器電源：DC 24V 5A |
| 平均*時(shí)間MTBF | 20年 |
| 輸出信號(hào) | |
| 數(shù)字信號(hào) | RS 485 |
| 波特率 | 9600 |
| 模擬信號(hào) | 4～20mA |
| 輸出頻率 | 15次/s |
| 其他 | |
| 安裝方式 | 見(jiàn)機(jī)械裝置圖 |
| 連接方式 | 八芯接插件 |
六、安裝
EC-A2型超聲風(fēng)速風(fēng)向儀以的性能，能夠滿足甚至超過(guò)它所列出的各項(xiàng)規(guī)格說(shuō)明，能夠在世界各地各種環(huán)境下使用。在儀器最終安裝之前，請(qǐng)勿打開(kāi)儀器包裝箱，已避免意外損壞。
6.1 對(duì)安裝地點(diǎn)的選擇：
1、不要把儀器安裝在靠近高能雷達(dá)或無(wú)線發(fā)射器的旁邊。進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)，以確定當(dāng)?shù)氐碾娮痈蓴_。不要與任何雷達(dá)掃描裝置在一個(gè)平面上安裝，至少應(yīng)該保持2m以上的距離。
2、建議和周圍一些無(wú)線電接受天線保持如下距離：
VHF IMM- 1m
MF/HF- 5m
Satcom- 5m
3、避免周圍建筑物比如樹(shù)、電線桿、高樓等這些可能會(huì)影響到氣流或產(chǎn)生紊亂的裝置，這可能對(duì)測(cè)量精度產(chǎn)生影響。安裝在盛行風(fēng)的一側(cè)。
4、按照世界氣象組織（WMO）給出的建議：風(fēng)速儀安裝標(biāo)準(zhǔn)：在開(kāi)闊地區(qū)超過(guò)地面 10米以上。開(kāi)闊地區(qū)的定義是風(fēng)速儀和任何障礙物之間的距離是障礙物高度的10倍以上。
6.2 安裝注意事項(xiàng)：
1、確保EC-A2超聲波風(fēng)速風(fēng)向儀根據(jù)用戶手冊(cè)正確接地；
2、確保線纜長(zhǎng)度低于線纜長(zhǎng)度限制，如果線纜割斷后又沒(méi)有正確的連接，或者線纜屏蔽線沒(méi)有很好維護(hù)，EMC（電磁兼容性）可能會(huì)降低。
3、不需要?jiǎng)?chuàng)建接地回路，根據(jù)安裝指導(dǎo)說(shuō)明進(jìn)行接線。
4、保證儀器在運(yùn)行中的持續(xù)電源供應(yīng)。
6.3 線纜：
6.3.1對(duì)線纜的要求：
a.為確保傳輸?shù)男盘?hào)不受外界的干擾，線纜必須加屏蔽，PVC外套，導(dǎo)線大小要求為 (24AWG) ，如果儀器有加熱裝置。加熱電源導(dǎo)線大小要求為(18AWG)
b.在使用推薦線纜、波特率9600下，線纜長(zhǎng)度不能超過(guò)1km。
6.3.2重要提示：
a.不要把線纜中的任何導(dǎo)線相互連接在一起，以免對(duì)儀器造成損害。裸露的導(dǎo)線必須屏蔽起來(lái)， 不要把儀器0V、 加熱、 模擬輸出0V或數(shù)字輸出Data-連接到一塊或接地。
b.終端盒到主機(jī)系統(tǒng)的線纜類型必須符合如上規(guī)格。 必須給線纜開(kāi)出合適的管道或電纜槽，以避免機(jī)械裝置對(duì)線纜的傷害。必須使用束線夾或束線帶對(duì)線纜進(jìn)行固定，以減少線纜對(duì)連接頭的拉扯。
6.4接地
為了正確操作，限度避免雷電損害，EC-A2必須通過(guò)安裝管正確接地。不*接地將會(huì)降低EC-A2的性能，尤其在電磁干擾比較嚴(yán)重的地方。接地導(dǎo)線通過(guò)底部的M6螺孔與儀器連接，導(dǎo)線截面積最小6mm²。
6.5 電源供應(yīng)
主體所需電源：
電壓：24V DC
電流：60mA
加熱：加熱裝置需要單獨(dú)的電源供應(yīng)24V DC±10% 5A
6.6 機(jī)械裝置
6.6A. EC-A2型超聲波風(fēng)速風(fēng)向儀的結(jié)構(gòu)
6.6.1儀器的固定
用戶可根據(jù)實(shí)際需要，靈活地選擇安裝方式。但必須保證儀器垂直放置，固定牢固。儀器固定底座尺寸如下圖所示：
6.6.2方向的確定
儀器頂部標(biāo)有指示箭頭（如上圖所示），箭頭"N"相對(duì)應(yīng)于儀器的0°/u30456X位。在安裝過(guò)程中，必須用精密的方向測(cè)定儀器先測(cè)定某個(gè)固定方向，"零位"指示箭頭依據(jù)這個(gè)方向來(lái)確定儀器的安裝方位。通常選擇指北安裝（或者指向其它方向安裝），然后固定好儀器。
6.7接線說(shuō)明
6.7.1 接線表
| 插芯編號(hào) | 信號(hào) | 備注 |
|---|---|---|
| 1 | RS485＋ | |
| 2 | RS485－ | |
| 3 | 電源 | 12～30V DC |
| 4 | 地 | |
| 5 | 空 |
6.7.2 接線圖
七、信號(hào)輸出
7.1 RS485 數(shù)字輸出
波特率固定為 9600bit/s
當(dāng)使用模擬輸出時(shí)，我們建議使用一個(gè)低通過(guò)濾器來(lái)降低噪聲。 模擬信號(hào)如果在沒(méi)有保護(hù)的情況下， 容易被外部信號(hào)干擾。 儀器每一根信號(hào)線都有屏蔽物進(jìn)行保護(hù)。
7.2 模擬 4～20mA 電流輸出(配變送器)
信號(hào)量程與測(cè)量量程的對(duì)應(yīng) 風(fēng)速：4～20mA 對(duì)應(yīng) 0～60m/s
風(fēng)向： 4～20mA 對(duì)應(yīng) 0～360 °
重要提示： 使用電流信號(hào)輸出， 每一通道上的輸出阻抗都必須低于400 歐姆，包括導(dǎo)線電阻。
7.3 電壓輸出
在需要電壓輸出的場(chǎng)合， 需要把電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)， 一個(gè)精密電阻就可以完成轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換電阻的不確定度要求為0.1%，電阻值不大于250 歐姆。轉(zhuǎn)換電阻的選擇：
如果要求輸出的信號(hào)為 1～5V，那么電阻值為 250 歐姆；
如果要求輸出的信號(hào)為 0.8～4V，那么電阻值為 200 歐姆；
如果要求輸出的信號(hào)為 0.5～2.5V，那么電阻值為 125 歐姆；
如果要求輸出的信號(hào)為 0.2～2V，那么電阻值為 100 歐姆。
八、維護(hù)與故障檢測(cè)
8.1 清潔
如果儀器上沉積有灰塵， 可以用沾有軟性清潔劑的布輕輕擦洗 （不能使用有溶解性的試劑），避免劃破儀器的表面。如果儀器表面堆積有雪或冰，應(yīng)等其慢慢自然溶化，千萬(wàn)不能使用工具強(qiáng)行除去。經(jīng)常檢查，確保測(cè)風(fēng)儀不被其他正在運(yùn)行的設(shè)備所干擾，這些設(shè)備可能不是*遵循通用標(biāo)準(zhǔn)，比如無(wú)線電/雷達(dá)發(fā)射裝置、輪船引擎、發(fā)電機(jī)等。
8.2 服務(wù)儀器沒(méi)有任何移動(dòng)部件，不需要進(jìn)行日常維護(hù)。如果用戶自行打開(kāi)儀器或者損壞上面的安全封印，將不再享有我們的質(zhì)量保證及校準(zhǔn)。我們的承諾：一年保修，終身維護(hù)！
8.3 故障檢測(cè)
| 現(xiàn)象 | 解決方法 |
|---|---|
| 沒(méi)有輸出 | 檢查DC電源、連接線纜、連接器； 檢查儀器的通訊設(shè)置、主機(jī)系統(tǒng)，修改正確的端口設(shè)置； 檢查串聯(lián)通訊裝置接線是否正確； 請(qǐng)注意：風(fēng)速儀TX+一般連接大轉(zhuǎn)換器的RX+。 |
| 數(shù)據(jù)輸出錯(cuò)誤 | 檢查主機(jī)通訊設(shè)置； 檢查線纜長(zhǎng)度以及導(dǎo)線類型。 |
| 單項(xiàng)通訊 | 檢查接線是否和操作說(shuō)明上的一致。 |
| 失敗或錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)輸出，數(shù)據(jù)顯示異常 | 檢查超聲波發(fā)射和接收傳感器是否被堵塞。 |
九、附錄
| 風(fēng)級(jí) 風(fēng)速風(fēng)壓對(duì)照表 （機(jī)構(gòu)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參考） | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Wind scale and Wind speed，Wind force list (for designed) | ||||||
| 風(fēng)級(jí) | 名稱 | 風(fēng)速 | 風(fēng)壓W0=V2/16（kg/㎡)，10N/㎡ | 陸地地面物體征象 | 海面狀態(tài) | |
| km/h | （m/s） | |||||
| 0 | 無(wú)風(fēng) | <1 | 0～0.2 | 0～0.0025 | 靜 | 靜 |
| 1 | 軟風(fēng) | 1～5 | 0.3～1.5 | 0.0056～0.014 | 煙能表示方向，但風(fēng)向標(biāo)不動(dòng) | 微波 |
| 2 | 輕風(fēng) | 6～11 | 1.6～3.3 | 0.016～0.68 | 人面感覺(jué)有風(fēng)，風(fēng)向標(biāo)轉(zhuǎn)動(dòng) | 小波 |
| 3 | 微風(fēng) | 12～19 | 3.4～5.4 | 0.72～1.82 | 樹(shù)葉及微枝搖動(dòng)不息，旌旗展開(kāi) | 小波 |
| 4 | 和風(fēng) | 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(fēng) | 29～38 | 8.0～10.7 | 4～7.16 | 有葉的小樹(shù)搖擺 | 中浪 |
| 6 | 強(qiáng)風(fēng) | 39～49 | 10.8～13.8 | 7.29～11.9 | 小樹(shù)枝搖動(dòng)，電線呼呼響 | 大浪 |
| 7 | 疾風(fēng) | 50～61 | 13.9～17.1 | 12.08～18.28 | 全樹(shù)搖動(dòng)，迎風(fēng)步行不便 | 巨浪 |
| 8 | 大風(fēng) | 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(fēng) | 75～88 | 20.8～24.4 | 27.04～37.21 | 建筑物有小損 | 狂濤 |
| 10 | 狂風(fēng) | 89～102 | 24.5～28.4 | 37.52～50.41 | 可拔起樹(shù)來(lái)，損壞建筑物 | 狂濤 |
| 11 | 暴風(fēng) | 103～117 | 28.5～32.6 | 50.77～66.42 | 陸上少見(jiàn)，有則必有廣泛破壞 | 狂濤 |
| 12 | 颶風(fēng) | >117 | 32.7～36.9 | 66.42～85.1 | 陸上極少見(jiàn),摧毀力極大 | 海浪滔天 |
| 37.0～41.4 | ||||||
| 41.5～46.1 | ||||||
| 46.2～50.9 | ||||||
| 51.0～56.0 | ||||||
| 56.1～61.2 | ||||||
