风向风速传感器的原理及主要应用领域

2019-06-03
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摘要 各类气象站需要对风速和风向进行测量,对农业气象和环境进行适时的监测。在具体应用中,风速传感器和风向传感器整合在同一测量设备中,通过综合处理数据信息,共同发挥作用。

  通常,自动气象站由气象传感器、采集器、电源系统、防辐射通风罩、全天候防护箱等部分构成。其中,各类气象传感器对于自动气象站来说十分重要,比如温湿度传感器、风速风向传感器等就是室外气象专用传感器,具有高精度高可靠性的特点。


气象站

  风向风速测量的重要性

  在各类气象要素中,风速与风向对改善农田环境条件起着非常重要的作用。在农业领域,风可传播植物花粉、种子,帮植物授粉和繁殖,与此同时,风也会传播病原体,蔓延植物病害,高空风还是粘虫、稻飞虱、稻纵卷叶螟、飞蝗等害虫长距离迁飞的气象条件。如果出现大风,还会使叶片机械擦伤、作物倒伏、树木断折、落花落果而影响产量。

  比如,大风会造成土壤风蚀、沙丘移动,毁坏农田,甚至导致土地沙化;牧区大风和暴风雪,可吹散畜群;地方性风的某些特殊性质,也常造成风害。而在海上,大风会吹来含盐分较多的海潮风,高温低温的焚风和干热风,这些都会严重影响果树的开花、座果和谷类作物的灌浆。

  基于此,各类气象站需要对风速和风向进行测量,对农业气象和环境进行适时的监测。目前,我国各类气象站监测普遍采用的传感器,主要有电容式或应变式传感器构成的气压传感器、电阻式传感器构成的风向传感器、基于热量转移原理或差压原理构成的风速传感器。

  在具体应用中,风速传感器和风向传感器通常会整合到同一测量设备中,通过综合处理数据信息,共同发挥作用。其中,风向传感器是以风向箭头的转动探测、感受外界的风向信息,并将其传递给同轴码盘,同时输出对应风向相关数值的一种物理装置。风速传感器是一种可连续测量风速和风量(风量=风速x横截面积)大小的常见传感器。


风速风向传感器

  在气象监测领域,风速和风向传感器主要用于:

  地面风向测量

  在沙漠、高原地区的风沙治理工作中,通常人们需要注意气流流动的速度与风向的变化,这样就可以掌握到更多的气象数据,一边制定更完善的治理方案,所以,需要用到风向传感器。比如,带有风速风向传感器的风速风向仪,便是测量某一区域地气象数据的仪器,也是气象站的重要主成部分。

  海洋气象观测

  海洋气象预警系统,是风向传感器在气象领域重要应用之一,它为海洋气象预警系统提供的风向变化数据,是预测台风覆盖范围以及“运行”轨迹的重要参数之一。通常,海洋气象观测场会通过温度传感器、相对湿度传感器,以及气压传感器、风速风向传感器等设备,来采集和监测气压、风向、雨量等气象数据。

  相信在未来,随着科学技术的发展,一定会有各种各样的新型风向风速传感器,逐步用于风向风速检测中来,并越来越多地用于建筑机械、铁路、港口、码头、电厂、气象、索道等各个场景中。

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