風(fēng)速傳感器原理課件

5.4風(fēng)速傳感器原理

5.4.1超聲波漩渦式風(fēng)速傳感器輸出電路整形器脈沖接收器調(diào)幅調(diào)幅波接收換能器發(fā)生桿風(fēng)流發(fā)射換能器等幅波振蕩器輸出電路整形器脈沖接收器調(diào)幅調(diào)幅波接收換能器發(fā)生桿風(fēng)流發(fā)射換能器等幅波振蕩器在垂直風(fēng)流流向的中央部位插入一根無(wú)限長(zhǎng)的非流線形阻擋體，稱為發(fā)生桿，當(dāng)風(fēng)流撞到發(fā)生桿后，將造成風(fēng)流下游產(chǎn)生兩列內(nèi)旋，互相交替的漩渦，若對(duì)風(fēng)流速度，阻擋體（發(fā)生桿）截面積和形狀作適當(dāng)?shù)南拗?，則漩渦頻率與流速成正比：輸出電路整形器脈沖接收器調(diào)幅調(diào)幅波接收換能器發(fā)生桿風(fēng)流發(fā)射換能器等幅波振蕩器

（5-11）式中：f――漩渦頻率S――常數(shù)V――未擾動(dòng)流體速度d――阻擋體寬度（或直徑）f＝S輸出電路整形器脈沖接收器調(diào)幅調(diào)幅波接收換能器發(fā)生桿風(fēng)流發(fā)射換能器等幅波振蕩器測(cè)試實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證明:在超聲波傳播的波束中，每出現(xiàn)一個(gè)氣流漩渦，超聲波就被調(diào)制一次。單位時(shí)間內(nèi)，漩渦產(chǎn)生的個(gè)數(shù)與風(fēng)速成正比。據(jù)此實(shí)現(xiàn)了風(fēng)速的測(cè)量。接收換能器收到的被漩渦調(diào)制后的信號(hào)，還要經(jīng)過(guò)調(diào)幅接收器，脈沖整形器處理，然后再由輸出電路輸出風(fēng)速參數(shù)“V”。

超聲波風(fēng)速傳感器具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1）因無(wú)運(yùn)動(dòng)部件，故無(wú)機(jī)械磨損，使用壽命長(zhǎng)。2）測(cè)量顯示值是與風(fēng)速成正比的頻率信號(hào)，無(wú)零點(diǎn)漂移，且敏感元件靈敏度變化不會(huì)影響輸出，測(cè)量精度高。3）測(cè)量結(jié)果不受流體特性（溫度、濕度、壓力、密度、礦塵等）影響。4）響應(yīng)迅速。

5.4.2超聲波時(shí)差法風(fēng)速傳感器

在無(wú)風(fēng)流狀態(tài)下（v=0），超聲波以速度C從甲地傳到乙地，傳播時(shí)間為：

t=L/Cv=L/(c－v

5.4.2超聲波時(shí)差法風(fēng)速傳感器

若風(fēng)向如圖中虛線所示，風(fēng)速為V’,則超聲波從甲地傳到乙地所用的時(shí)間為：v=L/(c－v

取L=L1=L2，超聲波發(fā)射器S1、S2與超聲波接收器R1、R2沿巷道軸心線對(duì)稱布置。在t0時(shí)刻，采用控制器發(fā)生脈寬0.1S的控制信號(hào)。這時(shí)，S1、S2將同時(shí)發(fā)射斷續(xù)超聲波束。由于超聲波的方向性好，所以兩波束互不干擾。

因一波束是順風(fēng)的，另一波束是逆風(fēng)的，R1、R2接受超聲波前沿的時(shí)間將分別為：；

利用計(jì)數(shù)顯示電路測(cè)出值，就實(shí)現(xiàn)了風(fēng)速的測(cè)量。如果巷道斷面為A

，則巷道風(fēng)量為：1.光電式葉輪風(fēng)速傳感器5.4.3光電與干簧管型葉輪式風(fēng)速傳感器隨著葉輪的不斷旋轉(zhuǎn)，光束被不斷遮擋，T1就不斷地導(dǎo)通和截止，也就不停的輸出了與風(fēng)速成正比的頻率信號(hào)，將頻率信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)、顯示、F/V變換、遠(yuǎn)傳至監(jiān)控系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)了風(fēng)速測(cè)量。D1D1外殼D2葉輪R1R2R3D1D2D3T1計(jì)

數(shù)顯示f—v轉(zhuǎn)換+V2.干簧管式葉輪風(fēng)速傳感器干簧管是一種磁敏特殊開(kāi)關(guān)，也稱干簧繼電器。它通常由兩個(gè)或三個(gè)軟磁性材料做成的簧片觸點(diǎn)，被封裝在充有惰性氣體（如氮、氦等）或真空的玻璃管里，玻璃