风速风向监测系统.pdf

风速风向监测系统 一）简介： 风是由许多小尺度的脉动， 叠加在大尺度规则气流上的三维矢量。 但在气象学上， 却把

空气的水平移动叫作风， 即把它作为二维矢量来考虑。由两个参数来确定， 即风速 （风矢量

的模数）和风向（风矢量的幅角） 。 空气团运动速度的方向称为风向。 如果气流从东吹来就称为东风。 风向可由风向标， 等

仪器指示出来，从风向标与一固定不变的主方位指示杆之间的相对位置就可以观测出风向。 风向标是由风尾、指向杆、平衡重锤和旋转主轴四个部分组成，见图 1。风尾是感受风

力的部件，在风力的作用下产生旋转力矩，使指示杆 -风尾轴线不断调整它的取向，与风向

保持一致。 指向杆指向风的来向。 平衡重锤安装在指向杆上， 使整个风向标对支点保持重力

矩平衡。 旋转主轴则是风向标的转动中心， 并通过它带动传感器件， 把风向标指示的度数传

送到室内的指示仪器上。 图 1. 测量风速的仪表可以分为三大类： 旋转式、 压力式和其他形式 。我们采用的是旋转式风

速表。 最常用的旋转式风速表是如图 1 的风杯式风速表。 在这种风速表里， 由 3 个风杯与短轴

连接组成的转子在球轴承上旋转， 转轴下部驱动一个被包围的在定子中的多级永磁体。 指示

器测出随风速变化的电压，显示对应的风速值。当风速达到 1~2m/s 时，风杯式风速表就可

以启动了。风速由 10m/s 突然变化到 20m/s 时。风速表记录到 19m/s 值的响应时间为 1.3s。 还有如同微型多叶片风力机的风速表， 如图 2 所示。 由于它的风轮叶片多， 因而风轮工

作转速低，需要增速齿轮增速后再获取风速测量值；此外，它的启动风速也低。 图 2 上面两种各有特点和优劣。 风杯式风速表可以保持其转速与所测风速有良好的线性关

系，但是所需要的启动风速高，相应的灵敏度也就差些。 而微型多叶片风速表刚好与之相

反。