El anemómetro ultrasónico tridimensional es un instrumento de precisión que mide la velocidad y la dirección del viento a través de las características de propagación ultrasónica, y su precisión de medición se ve afectada por muchos factores. A continuación, se analizan sistemáticamente los factores que influyen en las condiciones ambientales, el rendimiento del equipo, el método de instalación, el procesamiento de datos y las características del medio medido:

I. factores ambientales

1. cambios de temperatura, humedad y presión atmosférica

La velocidad de propagación de la ecografía en el aire se ve afectada significativamente por la temperatura, la humedad y la presión atmosférica. El aumento de la temperatura hace que la velocidad del sonido aumente, mientras que el aumento de la humedad hace que la velocidad del sonido disminuya.

2. estabilidad del flujo de aire e intensidad de turbulencia

La turbulencia o ráfagas en el campo de viento natural pueden causar trastornos en la trayectoria de propagación de la onda ultrasónica y afectar la precisión de la medición de la diferencia de tiempo. Por ejemplo, el aumento de la intensidad de la turbulencia en entornos de viento fuerte puede causar fluctuaciones en los datos de medición.

3. interferencia meteorológica y ambiental

Fenómenos meteorológicos como la lluvia, la nieve y las gotas de niebla dispersarán o absorberán la energía ultrasónica, lo que dará lugar a la atenuación de la señal; Partículas como la arena y el polvo pueden adherirse a la superficie del instrumento, lo que afecta el rendimiento del sensor.

II. factores de rendimiento del equipo

1. frecuencia y precisión del sensor

La frecuencia de emisión y la sensibilidad del sensor afectan directamente la resolución de medición. Aunque la ecografía de alta frecuencia puede mejorar la precisión, la distancia de propagación es limitada; Las bajas frecuencias pueden reducir la resolución.

2. precisión de la medición del tiempo

El cálculo de la velocidad del viento depende de la medición precisa de la diferencia de tiempo de ida y vuelta por ultrasonido. Si la resolución temporal es insuficiente (por ejemplo, por debajo del nivel de nanosegundos), los pequeños cambios en la velocidad del viento pueden ser ignorados.

3. ruido del circuito e interferencia de la señal

El ruido del circuito analógico se superpondrá a la señal ultrasónica débil, lo que reducirá la relación señal - ruido. Es necesario suprimir la interferencia mediante el blindaje de cables, circuitos de filtrado y algoritmos de software.

III. instalación y factores mecánicos

1. posición y ángulo de instalación

El instrumento debe mantenerse alejado de los obstáculos y la trayectoria ultrasónica debe ser paralela a la dirección de flujo entrante. Si se instala una inclinación o hay una oclusión, la perturbación del flujo de aire puede causar una desviación de medición.

2. vibración y estabilidad mecánica

La vibración del equipo (como el temblor del viento o la inestabilidad fija) cambiará la ruta de transmisión ultrasónica e introducirá errores. Es necesario utilizar un soporte antivibración y garantizar una conexión confiable del firmware.

IV. procesamiento de datos y algoritmos

1. algoritmos de procesamiento de señales

Es necesario extraer las características de la señal ultrasónica a través de la transformación de transformada de Ft o algoritmos relacionados y compensar la influencia de los parámetros ambientales (como la temperatura) en la velocidad del sonido. El retraso del algoritmo puede causar un retraso en la respuesta dinámica del campo de viento.

2. error de cálculo del vector tridimensional

Las señales ultrasónicas de tres dimensiones deben fusionarse para calcular el vector de velocidad del viento. Si la sincronización de tiempo de cada canal es insuficiente o la ganancia es inconsistente, se producirá una desviación de la dirección del viento.

V. características del medio medido

1. composición del aire e impurezas

El polvo en el aire, los gases corrosivos (como so co2) pueden contaminar la superficie del sensor o absorber la energía del ultrasonido, causando atenuación de la señal.

2. efecto de estratificación de temperatura y humedad

Las diferencias de temperatura y humedad a diferentes alturas formarán un gradiente de velocidad del sonido, lo que dará lugar a la flexión de la ruta de transmisión ultrasónica (fenómeno de refracción) y afectará la precisión de la medición.

VI. mantenimiento y calibración

1. necesidades de calibración periódicas

Es necesario calibrar regularmente con fuentes estándar de velocidad del viento (como agujeros de viento) para compensar errores a largo plazo como el envejecimiento del sensor y la deriva del circuito.

2. envejecimiento y limpieza del sensor

El sensor puede sufrir una disminución de la sensibilidad o un desplazamiento de frecuencia después de su uso a largo plazo, y los componentes envejecidos deben limpiarse y reemplazarse regularmente.