矿用对射式风速风向传感器设计

针对目前风速传感器启动风速高、设计方案复杂、无法准确测量巷道整个断面平均风速的问题,基于超声波对射式测风原理,设计了以STM32为核心的矿用对射式风速风向传感器,介绍了传感器总体结构、收发电路设计、滤波算法及软件流程。该传感器改变了以点带面的测风方式,通过大距离（5～12 m）超声测风技术测量巷道中线风速,以该风速代表整个巷道的平均风速,提高了巷道风速测量的准确性和实时性。依据设计方案研发了测试样机,在环形风洞中的测试结果表明,该传感器测量值与风速标准值在0.1～15 m/s内具有较好的一致性,测量误差小于0.1 m/s,能够满足智能化矿井对巷道风速测量精度的要求。     

风速风向传感器在风机控制中的应用与研究

研究了多种风速传感器测量风速的原理,比较了各种风速传感器测风速的特点,分析了风力发电对风速测量的要求。并且通过对风杯式风速计测风速的误差分析,得出利用三杯式风速传感器是比较适用于控制风力发电机发电的。并且提出了一种对风速数据处理的新方法,使其更好的用于风力发电的控制。对风力发电控制技术的发展具有重要意义。     

杯式风速传感器计量的线性研究

线性是表征杯式风速传感器角速度与风速正比关系的重要计量性能指标.传感器动态运行时,它能直接反映风杯结构设计特征,并产生风速输出值的系统误差,其技术指标要求不超过±0.5 m/s.目前,风速计量用"示值误差"表示测量结果,不能直接反映传感器的线性特征.根据检定规程的测量方法,对风速传感器在风洞中开展全量程重复性测量并获取...     

基于风向标的光纤Bragg光栅风向仪设计

风向仪能够测出风向变化,进而调整风机跟随风向变化进行高质量发电,从而降低成本。采用风向标结构,风向标转轮上设置方向凸轮和角度凸轮,风向标主体与粘贴有光纤Bragg光栅（ FBG）的等悬臂梁固定在底座上。风向标转轮受风力作用旋转,带动方向凸轮和角度凸轮,等强度悬臂梁受凸轮撞击产生挠度变化,导致粘贴其上的FBG波长移位,根据搭建的数学模型,由波长移位量可得出风向标旋转角度即风向。通过对FBG风向仪的风洞实验的数据分析得出：起动风速为1.2 m/s,非线性误差为7.92% FS,灵敏度为1.47 pm /（°）,重复性误差为6.03% FS。     

一种矿用皮托管式风速传感器设计

针对传统风速传感器因井下特殊环境常造成超声波探头性能减弱,不能正确反映环境风速值的问题,提出一种矿用皮托管式风速传感器设计方案,详细介绍了其原理及软硬件设计。该传感器采用S型皮托管测量风的压力,利用差压芯片计算差压信号值,并根据电信号、差压信号、风速之间的对应关系求取风速信息。实验结果表明,在0.4～15m/s风速范围内,该传感器测量误差低于±0.2m/s,且具有较好的温度稳定特性、贮存特性和防潮防堵性能。     

新型风速测量装置设计

为了方便地获得锅炉中煤粉的流量,设计了一套新型风速测量装置.利用涡轮流量计的设计原理,阐述了旋转叶轮风速仪的设计依据,并设计了方案.经过风洞实验,选择双支承式旋转叶轮风速仪.在方案确定后,对测量装置进行了总装设计,并具体给出了叶轮及传感器隔热的设计.最后通过实验验证了这种新型风速测量装置能准确地测量流量.     

矿用光纤热线式风速传感器设计

实时、准确地获取风速数据,有助于精准控制矿井风流。现有的热线式、叶轮式、超声波涡街式、差压式等矿用风速传感器或易受干扰,或无法检测微风速,或量程小,且均通过电信号获取风速,存在安全隐患。基于掺杂光纤光热转换特性和光纤Bragg光栅(FBG)测温原理,设计了一种矿用光纤热线式风速传感器,通过掺杂光纤将光能转换为热能,通过解调热交换下FBG中心波长漂移量推算传感探头温度变化,进一步计算出风速。在FBG解调过程中采用光栅复用技术,实现了多台传感器共用同一光源和解调仪,降低了成本。实验室测试结果表明:FBG中心波长漂移量与风速呈非线性关系;在较低的风速范围内,泵浦光源功率越高,FBG中心波长漂移范围越大,风速检测灵敏度越高,风速为0～0.57 m/s时,传感器灵敏度为1 370pm/(m·s~(-1)),最高分辨率达0.7mm/s;传感器响应时间随风速增大而减小,波长动态范围随之增大。现场测试结果表明:该传感器可实现煤矿井下微风速、低风速检测,稳定性较好,监测值能准确反映现场风速变化。     

矿用风速传感器研究

研究了一种基于热膜式工作原理的煤矿专用风速传感器,传感器除具有风速测量功能外,还具有风流的温度测量功能和风流正反方向识别功能,芯片结构采用了冗余设计的思想,增加了风速敏感膜冷贮备系统,提高了产品可靠性[1],风速传感器采用恒温式工作原理,测量范围为0.1~15m/s,具有结构可靠、动态特性好、测量精度高的特点。     

Fluke923热线式风速仪

Fluke923是一款可以分离显示屏的热线式风速仪，显示屏和传感器一体时采用红外通讯方式，分离时采用无线通讯方式；显示屏最远可距离传感器30m，仍可以精确读数，不会影响数据的实时性和精度。热敏风速传感器探杆可伸缩，传感器上的保存按钮方便随时保存测量数据，支持保存数据的平均值运算；只要输入风管的尺寸，便可直接显示风量：可以设定风速报警值，     

基于STM32的风速监测系统设计

为了准确掌握气象动态,实时可靠获得风速信息,设计了基于STM32微控制器的风速监测系统。该系统采用三杯式风速传感器作为传感设备,STM32芯片作为主控制器,SP3485收发器和HAC-UM数传模块作为通信传输模块。给出了基于STM32风速测量技术、硬件设计的总体框架以及系统软件实现方法。通过STM32定时器捕获脉冲频率,实现了对风速实时准确的监测。经测试,该系统具有功耗低、性能稳定、测量精度高、功能扩展方便等特点。     

基于ARM+CPLD的高精度超声波风速仪的设计

分析了运用超声波时差法测量风速风向的基本原理,介绍了风速风向的相关算法,重点给出了基于ARM+CPLD的超声波风速风向仪原型设计。同时提出了一种处理0°(360°)附近平均风向问题的算法,结合实际运用(风力发电)给出了一种运用气压传感器进行绝对风速测量的理论模型。所设计的超声波风速风向仪对环境监测和风力发电等具有重要的参考应用价值。     

煤矿用超声波式风速风向传感器设计

为了监测煤矿瓦斯突出事故导致的瓦斯逆流情况,应用超声波时差法原理设计了煤矿用超声波式风速风向传感器。该传感器利用超声波发射、接收的时差与风速、风向的关系,经过运算得到被测风向和风速。测试结果表明,该传感器稳定性强,测量精度高,风速测量范围为0.4~15m/s,误差不超过0.3m/s,风向测量范围为0~360°,误差不超过3°。     

高精度超声波测风仪的设计

设计了一种能用于低空风速风向测量的新型超声波测风仪。给出了超声波测风的基本原理,并对系统采用的互相关时延估计算法进行了分析,详细描述了超声波测风仪的系统结构和时序控制。实验证明:该系统可以精确测量风速与风向,并具有频响快、工作可靠等特点,可以用于机场区域低空风场情况的实时监测。     

叶轮风速表示值误差测试方法研究

以皮托管和微压计测量的空气流速作为参考风速,研究叶轮式风速表的风洞实验室示值误差测试方法;介绍了叶轮式风速表的工作原理,分析了测试所用到仪器设备技术指标,进行了叶轮式风速表实例测试,对测试实例进行了不确定度评定与分析并作了示值误差的符合性判定;结果表明,5 m/s及以下时不确定度的最主要来源为风洞流场总压和静压差的测量,5 m/s以上时不确定度的最主要来源为风洞流场的不均匀性、皮托管与气流夹角等影响量,可通过提高微压计精度、减小风洞流场不均匀性和减小皮托管与气流夹角等方式进一步减小测量不确定度。     

二维超声波风速风向传感器设计

风是气象预报中的一个重要的要素,准确地预报风速,对人们的生产生活都有一定的影响。二维超声风传感器是气象与工业中最重要的风速测量方式之一,在传统的超声波测风仪器的基础上,通过测量空气温湿度来进行准确的调节,补偿了雨雾等环境因素的影响,设计一种基于STM32处理器的200 kHz全天候超声测风仪,通过实验证明：该装置可以实现全天候精确测量风速风向,测量误差小。     

风洞变频调速系统对热线风速仪的影响及解决方法研究

针对风洞变频调速系统电磁干扰影响热线风速仪测试精度的问题,通过对风洞现场的电源传导、空间辐射和接地串扰进行测试,确定了风洞变频调速系统干扰热线风速仪的耦合途径。通过仿真分析对比,确定了电磁干扰作用机理,提出了干扰抑制措施,并对抑制措施的有效性进行了测试。测试结果表明,干扰抑制措施有效,能够将电源传导干扰降低50 dB,最终使热线风速仪的测试精度从受干扰前的3%提高到0.2%。     

基于直流电动机的风力机特性模拟

首先分析了风力机吸收风能原理.以此建立了风力机运行特性的数学模型,给出了风力机运行的功率特性和转矩特性,并利用Matlab/Simulink实现仿真.采用直流电动机模拟风力机特性以满足实验室风力发电研究的需要,通过风力机与直流电动机的模型,对比研究了风力机与直流电动机运行特性的异同,制定了实现简单、特性优良的转矩模拟方案,通过控制直流电动机电枢绕组电流来实现风力机转矩特性的模拟.以此为基础在Matlab环境中组建了风力机特性的模拟系统.对风速变化及机组转速变化两种典型运行条件下的风力机运行特性进行了模拟,模拟结果与理论数据达到了高度的吻合.基于转矩模拟算法的风力机特性模拟方案,可方便地应用于实验室条件下风力发电技术的研究.     

集成于微型飞行器机翼上的流场传感器测量系统研究

阐述了热式流场传感器测量微型飞行器(MAVs)飞行参数的基本原理,介绍了流场传感器阵列在翼表流场测量中的应用.选用薄膜热敏电阻作为流场传感器敏感元件,采用恒温工作方式实现传感系统的测量.通过小型风洞试验,对传感器阵列进行了测试,并运用最小二乘法进行模型辨识.实验结果表明,所采用的流场传感器阵列可实现对风速测量,测量范围为2m/s～12m/s,测量精度为1m/s;对迎角的测量范围为0°～20°,测量精度为1°;对侧滑角的测量范围为-16°～18°,测量精度为1°.基本满足微型飞行器翼表流场的使用需要.