https://www.doczj.com/doc/9a4004014.html,/
FM-D多点风速风向监测系统
FM-D多点风速风向监测系统简述：
多通道风速风向监测系统，由多通道风速风向监测记录仪、高性能的风速风向传感器、信息化的软件等组成，与计算机配合使用，外接多路风速风向传感器，用于观测记录不同位置的风速量，具有测试精度高、人机界面友好、人工干预少、交直流电共有等特点，使用方便，广泛适用于气象监测、风能资源考察、环保、生态、农林研究、高层建筑等诸多领域。
FM-D多点风速风向监测系统技术参数：
.风速测量范围：0-30m 0-60m(可选)
.测量精度：±3%
.分辨率： 0.1m/s
.启动风速：0.4-0.7m/s
.测量通道：(1-32可选)
.风向测量范围：0-360°全方位 16方位
.测量精度：±3%
.分辨率： 0.1m/s .启动风速：0.4-0.7m/s
.测量通道：(1-16路)
.工作环境温度：-20~85℃(常用)
.存储容量：30万
.有线通讯方式：RS232/RS485(可选)
.无线通讯方式：GPRS(可选)
https://www.doczj.com/doc/9a4004014.html,/ .采集间隔：1分-24小时任意设定
.数据更新时间：10秒
.供电方式：220V 太阳能蓄电池(可选)
FM-D多通道风速、风向记录仪监测系统可选传感器：
环境温度传感器、环境湿度传感器、降雨量传感器、大气压力传感器等。
FM-D多点风速风向监测系统突出性能：
多通通道风速、风向监测系统，具有实时显示各路风速风向数据功能，每隔10秒数据
自动更新一次，监测系统具有数据自动存储(存储时间可以设定)，具有数据分析功能，连接
计算机随时可以把数据导出到电脑上，存储为EXCEL表格形式，与打印机相连自动打印存储数据，可供其它软件调用。
.采用汉字液晶数据显示，人机界面友好界面，具有设定参数掉电保护和风速风向历史数据掉电保护功能，性能稳定、可靠性高。通讯方式多样化，数据采集仪与计算机之间的通讯
方式有有线和GPRS无线通讯两种方式可供客户选择。该风速风向仪技术先进，测量精度高，数据存储容量大，传输距离远，可靠性高。
.系统采市电、太阳能、蓄电池双供电方式，在没有交流电现场由充电电池供电，同时可配接太阳能电池板对蓄电池充电，保证系统在无电地区常年稳定工作。
FM-D多点风速风向监测系统适用范围：
多通道风速、风向监测系统广泛应用在气象监测、建筑机械、铁路、港口、码头、电厂、索道、环境、温室、养殖、风能资源考察、环保、生态、农林研究、高层建筑等诸多领域。
第一章风速测量 1.1风速测量 风是空气流动时产生的一种自然现象。空气流动有上下流动和左右流动，上下流动为垂直运动，也叫对流；左右流动为水平运动，也就是风。风是一个矢量，用风向和风速表示。地面风指离地平面10─12米高的风。风向指风吹来的方向，一般用16个方位或360°表示。以360°表示时，由北起按顺时针方向度量。风速指单位时间内空气的水平位移，常以米/秒、公里/小时、海里/小时表示。 1.2 风杯风速计 风杯风速计是最常见的一种风速计。转杯式风速计最早由英国鲁宾孙发明，当时是四杯，后来改用三杯。它由3个互成120°固定在支架上的抛物锥空杯组成感应部分，空杯的凹面都顺向一个方向。整个感应部分安装在一根垂直旋转轴上，在风力的作用下，风杯绕轴以正比于风速的转速旋转。转速可以用电触点、测速发电机或光电计数器等记录。 图1.1 风杯风速计
1.3 叶轮风速仪 风速计的叶轮式探头的工作原理是基于把转动转换成电信号，先经过一个临近感应开头，对叶轮的转动进行“计数” 并产生一个脉冲系列，再经检测仪转换处理，即可得到转速值。 法国KIKO叶轮风速仪工作原理如图1.2所示。叶轮的轴杆启动内含八个电磁极的原型磁铁，置于磁铁旁的双霍尔传感器感测到侧场中电磁极的转变信号。传感器的信号转换为电子频率且和风速成正比，并感测旋转方向。 图1.2 KIMO原理 1.4 热线风速计 一根被电流加热的金属丝，流动的空气使它散热，利用散热速率和风速的平方根成线性关系，再通过电子线路线性化（以便于刻度和读数），即可制成热线风速计。 金属丝通常用铂、铑、钨等熔点高、延展性好的金属制成。常用的丝直径为5μm，长为2 mm；最小的探头直径仅1μm，长为0.2 mm。根据不同的用途，热线探头还做成双丝、三丝、斜丝及V形、X形等。为了增加强度，有时用金属膜代替金属丝，通常在一热绝缘的基体上喷镀一层薄金属膜，称为热膜探头。热线探头在使用前必须进行校准。静态校准是在专门的标准风洞里进行的，测量流速与输出电压之间的关系并画成标准曲线；动态校准是在已知的脉动流场中进行的，或在风速仪加热电路中加上一脉动电信号，校验热线风速仪的频率响应，若频率响应不佳可用相应的补偿线路加以改善。 0至100m/s的流速测量范围可以分为三个区段：低速：0至5m/s；中速：
2。4.5 CO/VI风速风向检测器 1 —般施工要求 1)CO/VI检测器 CO/VI检测器为隧道一氧化碳和能见度检测专用装置,安装于隧道边墙，用于采集隧道内一氧化碳和能见度基本数据,作为隧道通风和照明的控制依据。 （1）设备安装应选择具有数据代表性的区域和位置。 (2）设备安装于隧道边墙上，支架基础应坚实、平整,附着良好。 （3）安装高度应综合考虑安全、方便，防止人为及车辆损坏，便于施工、调试和维护。安装高度距离地面约3m. （4)发射端与反射端镜面等位支架安装距离为3m，并应保持同一高度，同轴度良好。 2)风速风向检测器 风速风向检测器设备为燧道内风速风向检测专用设备，检测探头安装在燧道边墙上，采集隧道内风速、风向基础数据，作为风机控制的依据. （1)设备安装应选择具有数据代表性的区域和位置。 (2)设备安装于隧道边墙上,支架基础应坚实、平整,附着良好。 (3）安装高度应综合考虑安全、方便,防止人为和车辆挂损，便于施工、调试和维护。安装高度距离路面约3m。 (4）应避开风机对设备的干扰，为便于布线与施工，可与CO/VI检测器共用预埋管道。 2设备材料和人员准备 设备材料主要包括CO/VI检测器、风速风向检测器、控制箱以及施工所需的相关辅材。 根据施工计划合理安排施工班组，施工人员应在现场负责人和技术人员的指导下依据规范及图纸进行施工。 3施工安装界面条件 （1)隧道土建施工基本完成，管道和洞室的预留预埋满足系统安装的相关界面要求。 （2）要求调试开通前设备的供电电源已到位，以满足设备的上电测试和参数设置的需求。 （3)要求调试开通前通信缆线敷设到位，通信链路已开通,以满足设备调试及与分中心联调的需求。 4施工安装程序
区域气象自动监测系统设计及建设 近年来，气象综合观测系统建设快速发展，全国地面气象观测站已全部完成自动气象站的建设，区域自动气象站作为综合观测体系的重要组成部分具有量大面广特点，并且由省级保障部门进行技术指导，市、县两级保障。随着对气象观测数据的精度要求越来越高，根据新一代气象观测网络建设的规划，已建成1657个新型区域自动气象观测站，实现了区域自动气象站全省乡镇全覆盖和618 个山洪地质灾害点气象监测，加上土壤水分观测自动气象站、交通气象自动气象站的建设，共同为气象预报预测、决策气象服务、公共气象服务、气象防灾减灾发挥了极其重要的作用。 区域气象自动监测系统是针对区域范围内，可能会对人的生产生活造成影响的气象要素，进行长时间区域范围内不间断的准确监测而设计开发的一款标准区域气象监测站。主要应用于城市降水网络、山洪预警、森林生态、核电厂环境监测等应用。主要监测要素是雨量、风向、风速、太阳辐射、气压、温度、湿度等气象参数。 一、系统内容 该区域气象监测系统是方大天云设计的支持站点参数、实时数据、历史数据、加密间隔、运行状态等信息的远程维护，极大地方便了用户使用和日常维护工作。此外自动站可实现自动电源管理，数据自动
采集、存储、通讯、分析等功能，能够满足灾害性天气监测、降水过程加密观测及多种形式气象保障和气象服务的需求。 二、系统指标 风速 0～60m/s；精度：3%（0-35m/s）；5%（>35m/s） 风向 0～359.9°；精度：±3° 降水强度 0～200mm/h；精度：5% 降水类型雨/雪 大气压力 300～1200 hPa；精度：±1.5hPa 空气温度 -50～60°C；精度：±0.2°C(-20～+50°C)‘±0.5°C(>-30°C 空气湿度 0～100%RH；精度：±2%RH 通讯接口 RS232/RS485，板载GPRS 供电方式交流220V/太阳能+蓄电池 工作环境温度 -50～+50℃ 工作相对湿度 0～100%RH 防护等级 IP65 可靠性免维护,防盐雾，防尘 功耗 3-30W 三、功能特点 具有极强针对性的区域范围气象监测设备
测量风速的方法 20091343107 陈茜茜 环境工程09级1班
高空风观测 测量近地面直至30公里高空的风向风速。通常将飞升气球作为随气流移动的质点，用地面设备（经纬仪或雷达）跟踪气球的飞升轨迹，读取其时间间隔的仰角、方位角、斜距，确定其空间位置的坐标值，可求出气球所经过高度上的平均风向风速。 高空风的测量一般指从地面到空中30km各高度上的风向、风速的测定。其测量方法有：一．利用示踪物随气球漂浮，观测示踪物位移来确定空中的风向和风速； 常用测风气球作为气流示踪物，使用地点跟踪设备观测其运动轨迹，测定其在空间各个时刻的位置，再用图解法、解析法或矢量法确定相应大气层中的平均风向、风速。 气球空间位置的确定需要测定三个参数：仰角δ、方位角α和球高H。测风经纬仪是一种跟踪观测和测定空中测风气球仰角、方位角的光学仪器。 在实际测量中，可以采用单经纬仪测风，也可采用双经纬仪测风（基线测风法）。其中后者准确度较高，可用来鉴定其它测风方法的准确性，但这种方法的观测和计算较复杂。用双经纬仪测风计算高度时，可采用投影法（包括水平面投影法、铅直面投影法和矢量投影法）。 二．利用大气中的质点或湍流团块与无线电波、声波、光波的相互作用，由多普勒效应引起的频率变化推算空中的风向、风速； 在我国，目前主要采用59型探空仪和701型二次测风雷达组成59—701高空探测系统，进行高空温、压、湿、风的综合测量。 三．利用系留气球、风筝、飞机、气象塔等观测平台，使测风仪器安置在不同高度上，根据气流对测风仪器的动力作用来测量空中的风向、风速。
导航测风就是借助导航台信号，由气球携带的探空仪自身确定其位置，并将位置信号、气 象资料信号一起发回基站，然后在基站进行处理，计算高空风的方法。 近地面层以上大气风场的探测。通常用气球法测风。高空风探测也是气象飞机探测、气象火箭探测、大气遥感的内容之一。气球法测风是把气球看作随气流移动的质点，用仪器测量气球相对于观测点的角坐标、斜距或高度，确定它的空间位置和轨迹；根据 气球在某时段内位置的变化,就可以简易地算出它的水平位移,从而求出相应大气层中的平均水平风向、风速。在气球的上升过程中，可测得它所经各高度上的风向、风速。1809年英国J.沃利斯和T.福雷斯特首创测风气球观测高空风。气球法测风常用光学经 纬仪、无线电经纬仪、一次雷达和二次雷达，以及导航系统等。 光学经纬仪测风 有单经纬仪测风和双经纬仪测风两种。单经纬仪只能测定气球的角坐标（方位、仰角）。气球高度一是根据气球升速（决定于气球净举力、气球大圆周长和地面空气密度）和升空历经的时间来确定。但由于大气湍流、铅直气流速度和空气密度随高度变化等因 素对气球升速的影响，这种方法确定的高度误差大，测风精度低，一般只在数千米高度 以下使用。二是根据无线电探空仪测得的气压、温度和湿度资料，通过计算推得高度。 这种方法测风精度较高。用双经纬仪测风，是根据位于选定基线两端的两个经纬仪同步 观测获得的角坐标值，通过几何图解或计算，得出各高度上的平均风向、风速。 光学经纬仪测风一般只适用于能见度好的少云晴天，夜间必须在气球上挂灯笼或其 他可见光源，阴雨天气则只能在可见气球的高度内测风。 无线电经纬仪测风 它是利用无线电定向原理，跟踪气球携带的探空发射机信号，测得角坐标数据。气球所在的高度则由无线电探空仪测量的温、压、湿值算出。因此无线电经纬仪测风适用 于全天候，但当气球低于无线电经纬仪最低工作仰角时，测风精度迅速降低。 雷达测风 一次雷达测风是雷达跟踪气球携带的无源反射靶，接收反射靶的反射信号来实现定位并计算风向、风速。二次雷达测风是跟踪气球携带的工作于应答状态的探空发射机信 号来实现定位的。此法可以获取角坐标和斜距数据，从而计算出高空风，无需依赖无线 电探空仪探测的温、压、湿数据计算气球高度。二次雷达测风当气球低于雷达最低工作 仰角时，要放弃仰角数据。此外，气象多普勒雷达更可测量云中流场的细微结构。 导航测风 利用导航系统来测定风。气球携带微型导航接收机，检出导航信号，并调制探空发射机将信号转发到地面而被接收，根据这些信号，可确定气球的轨迹,并计算出各相应
● 韦伯分布 概率密度函数：()1()(),0,,0k v k c k v f v e v k c c c --= ≥> 累计分布函数：()0()1k v c F v v e -≤=- 式中：x 为随机变量，c 为比例参数（scale parameter ），k 为形状参数（shape parameter ） ● Gamma 分布 ()1()exp v v f v ααβαβ -??=- ?Γ?? MATLAB 实现：
彰武的weibull分布拟合结果（逐年数据拟合）①以0.5m/s为组距
Dec 2.6205 1.5180 1.6710 0.9836 1.91449 1.2363 4.7080 0.9648
?密集城市高层建筑屋顶风资源评估大纲 ①introduction 介绍风资源评估的手段，城市建筑风能利用的潜力，有哪些人做了研究（可列表） ②method 介绍用到的方法与公式，主要集中在风速分布的不同模型密度函数与累计函数，然后是参数的估计方法，然后是拟合的检验方法。 2.1 weibull distribution; gamma distribution; ….Distribution; beta distribution; wakepy distribution 2.2 maximum likelihood method 2.3 Chi-square error 和R2检验的原理、公式，结果的含义 ③results 3.1 逐年，逐月，总计的各种分布函数参数估计的值，及图（2~3个左右的图或表）；参数跟平均风速的关系（经验公式） 3.2 风速分析，逐月的平均风速+平均风向日分布曲线（12张图或者2张图） 3.3 风向分析（玫瑰图） 3.4 湍流强度分析（一到两张图） 3.5 most energy-carrying wind speed analysis（公式和计算结果图表） ●用韦伯分布进行风能密度估计 ●
第一章风速测量1.1风速测量 风是空气流动时产生的一种自然现象。空气流动有上下流动和左右流动，上下流动为垂直运动，也叫对流；左右流动为水平运动，也就是风。风是一个矢量，用风向和风速表示。地面风指离地平面10─12米高的风。风向指风吹来的方向，一般用16个方位或360°表示。以360°表示时，由北起按顺时针方向度量。风速指单位时间内空气的水平位移，常以米/秒、公里/小时、海里/小时表示。 1.2 风杯风速计 风杯风速计是最常见的一种风速计。转杯式风速计最早由英国鲁宾孙发明，当时是四杯，后来改用三杯。它由3个互成120°固定在支架上的抛物锥空杯组成感应部分，空杯的凹面都顺向一个方向。整个感应部分安装在一根垂直旋转轴上，在风力的作用下，风杯绕轴以正比于风速的转速旋转。转速可以用电触点、测速发电机或光电计数器等记录。 图1.1 风杯风速计 1.3 叶轮风速仪 风速计的叶轮式探头的工作原理是基于把转动转换成电信号，先经过一个临近感应开头，对叶轮的转动进行“计数” 并产生一个脉冲系列，再经检测仪转换处理，即可得到转速值。 法国KIKO叶轮风速仪工作原理如图1.2所示。叶轮的轴杆启动内含八个电磁极的原型磁铁，置于磁铁旁的双霍尔传感器感测到侧场中电磁极的转变信号。传感器的信号转换为电子频率且和风速成正比，并感测旋转方向。 图1.2 KIMO原理 1.4 热线风速计 一根被电流加热的金属丝，流动的空气使它散热，利用散热速率和风速的平方根成线性关系，再通过电子线路线性化（以便于刻度和读数），即可制成热线风速计。
金属丝通常用铂、铑、钨等熔点高、延展性好的金属制成。常用的丝直径为5μm，长为2 mm；最小的探头直径仅1μm，长为0.2 mm。根据不同的用途，热线探头还做成双丝、三丝、斜丝及V形、X形等。为了增加强度，有时用金属膜代替金属丝，通常在一热绝缘的基体上喷镀一层薄金属膜，称为热膜探头。热线探头在使用前必须进行校准。静态校准是在专门的标准风洞里进行的，测量流速与输出电压之间的关系并画成标准曲线；动态校准是在已知的脉动流场中进行的，或在风速仪加热电路中加上一脉动电信号，校验热线风速仪的频率响应，若频率响应不佳可用相应的补偿线路加以改善。 0至100m/s的流速测量范围可以分为三个区段：低速：0至5m/s；中速：5至40m/s；高速：40至100m/s。热线风速计用于0至5m/s的精确测量，使用温度约为±70℃。 当在湍流中使用热线风速计时，来自各个方向的气流同时冲击热元件，从而会影响到测量结果的准确性。在湍流中测量时，热敏式风速仪流速传感器的示值往往高于转轮式风速计。因此，风速仪测量过程应尽量在通道的直线部分进行。直线部分的起点应至少在测量点前10×D（D=管道直径，单位为CM）外；终点至少在测量点后4×D处。流体截面应不得有遮挡（棱角，重悬，物等）。 图1.3 热线风速计 1.4.1 恒流式热线风速计 通过热线的电流保持不变，温度变化时，热线电阻改变，因而两端电压变化，由此测量流速。利用风速探头进行测量。风速探头为一敏感部件。当有一恒定电流通过其加热线圈时，探头内的温度升高并于静止空气中达到一定值。此时，其内测量元件热电偶产生相应的热电势，并被传送到测量指示系统，此热电势与电路中产生的基准反电势相互抵消，使输出信号为零，风速仪指针也能相应指于零点或显示零值。若风速探头端部的热敏感部件暴露于外部空气流中时，由于进行热交换，此时将引起热电偶热电势变化，并与基准反电势比较后产生微弱差值信号，此信号被测量仪表系统放大并推动电表指针 变化从而指示当前风速或经过单片机处理后通过显示屏显示当前风速数值。 1.4.2 恒温式热线风速计 风速仪热线的温度保持不变，给风速敏感元件电流可调，在不同风速下使处于不同热平衡状态的风速敏感元件的工作温度基本维持不便，即阻值基本恒定，该敏感元件所消耗的功率为风速的函数。 恒温风速仪则是利用反馈电路使风速敏感元件的温度和电阻保持恒定。当风速变化时热敏感元件温度发生变化，电阻也随之变化，从而造成热敏感元件两端电压发生变化，此时反馈电路发挥作用，使流过热敏感元件的电流发生相应的变化，而使系统恢复平衡。
EST . 1838 Proven Accuracy and Reliability Wind Speed and Direction System The Walker 2050 uses a Combined Anemometer Cup & Vane Direction Sensor, the P296. This gives high accuracy in a robust compact package! The Sensor connects directly to a standard Walker DIN 144 wind speed & direction indicator, the P249, which gives digital displays of relative wind speed & direction. Wind direction is also displayed on a simulated analogue display by 72 LEDs. True wind systems are available by using this sensor with the Walker P1066 True Wind Interface Unit.
Walker 2050 Mk2 Wind Speed & Direction System, using P296Combined Sensor Unit System Parameters Input voltage: 24v DC 40mA Wind Speed Measurement Range 0–100 knots Accuracy +/- 0.5 knots Resolution 0.1 knots Wind Direction measurement Range 0°– 359° Accuracy +/- 3°Resolution 0.1°Environmental Operating Temperature Sensor -35 °C to +70 °C Indicator 0 °C to +55 °C Storage Temperature Sensor -40 °C to +90 °C Humidity <5% to 100%Option: 2050 Mk2 Wind Speed & Direction True System, P1066 True Wind Specification System The sensor converts wind speed and direction into serial digital data. Data is displayed by the P249 Indicator in digital format and also in analogue for wind direction. The instrument interfaces in NMEA 0183/RS422 to other ship systems. Sentence – MWV Sensor Mounting by base flange. Sealed to IP65 (when correctly mounted)Weight: 0.92 Kg plus 3kg for 40 metre cable and connector assembly. Indicator Standard DIN 43700 case; 144 x 144 mm – depth 110mm Weight: 1.2 Kg Mounted by panel clips or drilled frame supplied. Connection by three cable glands to rear connection box.Cables: 4.5 to 7 mm dia.Controls:Illumination Lamp Test Select Units, Knots, Metres/Sec and Kilometres/Hour. Front panel splash proof when installed correctly. Indicator Type Approved to EMC European Directive IEC 60945 L I L L E Y &G I L L I E Directing International Shipping since 1812 Tel: +44(0)191 257 2217Fax: +44(0)191 257 1521 E-Mail: sales@https://www.doczj.com/doc/9a4004014.html, Web: https://www.doczj.com/doc/9a4004014.html,
& 超声波风速风向仪设计 1.研究背景及意义 风速测量在工业生产和科学实验中都有广泛的应用，尤其在气象领域，风速测量更有着重要的价值。风速测量，常用的仪表有杯状风速计、翼状风速计、热敏风速计和超声波风速计。杯状风速计和翼状风速计使用方便，但其惰性和机械摩擦阻力较大，只适合于测定较大的风速。热敏风速计利用热敏探头，其工作原理是基于冷冲击气体带走热元件上的热量，借助一个调节开元器件保持温度恒定，此时调节电流和流速成正比。这种测量方法需要人为的干预，而且此仪表在湍流中使用时，来自各个方向的气流同时冲击热元件，会影响到测量结果的准确性。现阶段常采用基于超声波传播速度受风速影响因而增减原理制成的超声波风速仪表，与其它各类仪表相比较，其优势在于：安装简单，维护方便；不需要考虑机械磨损，精度较高；不需要人为的参与，可完全智能化。 2.国外研究历史及发展状况 超声波可用于测量，是因为在超声波在传播过程中，会加载流体的流速信息，这些信息经过分离处理，便可以得到流体的流速。７０年代中后期，大规模集成电路技术的飞速发展，高精度的时间测量成为一件轻而易举的事情，再加上高性能的、动作非常稳定的ＰＬＬ（锁相环路）技术的应用，使得超声波流量计的稳定可靠性得到了初步的保证。同时为了消除声速变化对测量精度的影响，出现了频差法、锁相频差法等。该类方法测量周期短，响应速度快，而且几乎完全消除了声速对测量精度的影响。８０年代，超声波测量出现了新的方法，比如射束位移法、多普勒法和相关噪声法等等。９０年代才真正实现了高精度超声波气体流量计。 从国、外超声波气体测量发展来看，国外机构开展这项工作的时间较早，到现在为止已经形成较为成熟的产品。当今世界，超声波流量计用于气体流量计的研究与开发方面，荷兰的工nstromet公司、英国的Dnaiel公司以及美国的Cnotrolotmo公司均做出了大量的工作并取得了较好的应用效果，其销售份额也排在前几位。日本在超声波气体流量计的设计方面也具有很大的优势，在消除管
极端风速和发生时间间隔分布的概率分布研究 摘要：这篇论文是基于香港记录的极端风速数据对极端风速及其发生时间间隔分布可能性的研究调查。I型极值分布、三参数Weibull分布、双参数Weibull分布都被这项研究所采用来匹配风速数据。假设检验发现，尽管这三种分布型都适合用来描述计算风速数据的分布可能性，但是I型极值分布和三参数Weibull分布比二参Weibull分布更加恰当一些。据观察，特定极端风速的发生时间间隔是随着三参数Weibull分布或二参Weibull分布的随机变量，而二参Weibull分布模型相对来说是一个更好的选择。给出一个研究案例来讨论可能性分析的结果。 1．介绍 对结构的风载荷评估需要对结构寿命内的预测对风知识有一个最全面深入的了解。Davenport是最早运用概率统计理论来决心风速设计的研究人员之一。各种分布可能性的模型已经被用于或者建议用于记录的风速的统计分析。在这些模型之间，I型极值分布就是众所周知的Gumbel分布，一个拟合最大值的经典模型。Gumbel促进了I型极值分布在特大洪水预报中的应用。1970年以后，很多研究人员都认为I型极值分布是适合于极端风速数据分布研究的。因此，I型极值分布是在世界各地结构设计规范和标准采用的最常用的方法。广义极值分布是由Jenkinson通过合并三个极值分布类型到一个简单的数学形式中来的，这一概念模型已经被广泛的使用于风工程当中。一个新的极值分布模型，实际上已经覆盖了I型极值分布的模型，被Li等人所建议提出来，这是最近应用到风行动下玻璃包层的时间依赖性可靠性分析。这些研究表明这个新的分布对于描述极值风速的可能性分布是一种有效的和灵活的工具。Gomes 和Vickery通过应用Gumbel极值分布提出了一种在混合天气状态下用于极值风速分析的新方法。与广义极值分布十分相近的广义帕累托分布被很多研究人员应用到适应极值风速。正如Holmes 和Moriarty所评论，她的最大优势在于利用感兴趣的风暴所产生的高阵风上的相关数据，而不仅仅是年最大风速，同时也没有必要为了一个值而每年进行分析。 威布尔分布是另一种广泛使用于适应风速数据的分布模型。Stewart 和Essenwanger通过威布尔分布研究地球近地层风速的频率分布，发现在极值预报中三参数模型比二参数模型要更好。Deaves和Lines展示了一种适应风速数据的提高方法到威布尔分布中，也证明了二参数威布尔分布可以适应于所有风速数据的全部范围，也证明风速计分辨率是足够的，十分钟平均风速也是适用的。Ulgen和Hepbasli通过使用Izmir的风速数据检查了两种风速分布功能的威布尔参数分布，同时也威布尔分布和瑞利分布相比较。威布尔分布被发现是最准确的分布为根的试验方法的均方误差，并适合于表示的风速数据密尔的实际概率分布。Lun和Lam计算出数值估计并用威布尔二参数分布功能去描述过去30年的一组风数据的风速频率分布，并检查了三个地方：一个城区、一个城市中心极其暴露的区域和香港一个开放的海域威布尔密度分布功能的两个参数。 很多先前的关于风速可能性分布分析的研究，包括上面所提及的，都主要关于风速概率分布的测定。据记录，一般在先前的研究当中都只是考虑了风速的大小和方向和发生频率；而强风发生间隔的可能性分布是常常被忽略的。在这项研究中将会呈现一个指定的强风速的发生间隔实际上是具有某种概率分布的随机变量。然而，这种现象是还没有调查以往概率分析的基础上。 为了精确的估计极值风速，同时考虑指定风速发生可能性和它的发生间隔是很合理的。在这篇文章中，风速的发生频率和发生间隔都将被考虑到极值风速可能性分析当中。一项案例研究展示是在基于香港记录的极端风速数据上。据作者所知，这项研究可能是风工程中的
基于单片机的风速风向检测系统设计 时间：2011-03-01 16:46:08 来源：电源技术应用作者： 摘要:介绍了一种风速风向传感器原理,选用LPC921单片机设计了数据采集和数据传输的检测系统,给出了系统硬件电路图和软件流程图,分析了硬件设计和软件编程中的一些问题。 1 引言 风速风向测量是气象监测的重要组成部分, 测量风速风向对人类更好地研究及利用风能和改善生活生产有积极的影响。 本系统针对传感器的特点选用了LPC921 单片机,通过I/O 口输出高低电平,通过放大电路驱动继电器,控制传感器电源的开关。利用单片机的两个通用定时计数器, 对风速脉冲进行定时和计数, 通过计算单位时间内的脉冲数计算出风速。风向则是检测输入的风向格雷码, 将格雷码转换成二进制码, 通过查表的方式求出风向角度, 最终确定风向。最后设计RS485 通信协议,保证通信可靠性, 将风速风向数据送往上位机进行显示和发布。 2 传感器工作原理 本系统采用长春气象仪器研究所的EC9 -1 系列高收稿日期:2010-03-05动态性能测风传感器。EC9 - 1 系列传感器具有动态性能好、线性精度高、灵敏度高、测量范围宽、互换性好、抗风强度大等特点。 风速传感器的感应组件为三杯式风杯组件, 当风速大于0.4m/s 时就产生旋转, 信号变换电路为霍尔集成电路。在水平风力驱动下风杯组旋转, 通过主轴带动磁棒盘旋转, 其上的数十只小磁体形成若干个旋转的磁场, 通过霍尔磁敏元件感应出脉冲信号, 其频率随风速的增大而线性增加。 计算公式:V=0.1F。 V:风速,单位:m/s; F:脉冲频率,单位:Hz风向传感器的感应组件为前端装有辅助标板的单板式风向标。角度变换采用的是七位格雷码光电码盘。 当风向标随风旋转时, 通过主轴带动码盘旋转, 每转动2.8125°,位于码盘上下两侧的七组发光与接收光电器件就会产生一组新的七位并行格雷码,经过整形、倒相后输出。方位- 角度- 格雷码- 二进制码对照表是风向测量单片机编程的重要依据。传感器结构组成如图1 所示。
温度和风速测量方法总 结 集团标准化工作小组 #Q8QGGQT-GX8G08Q8-GNQGJ8-MHHGN#
第一章风速测量风速测量 风是空气流动时产生的一种自然现象。空气流动有上下流动和左右流动，上下流动为垂直运动，也叫对流；左右流动为水平运动，也就是风。风是一个矢量，用风向和风速表示。地面风指离地平面10─12米高的风。风向指风吹来的方向，一般用16个方位或360°表示。以360°表示时，由北起按顺时针方向度量。风速指单位时间内空气的水平位移，常以米/秒、公里/小时、海里/小时表示。 风杯风速计 风杯风速计是最常见的一种风速计。转杯式风速计最早由英国鲁宾孙发明，当时是四杯，后来改用三杯。它由3个互成120°固定在支架上的抛物锥空杯组成感应部分，空杯的凹面都顺向一个方向。整个感应部分安装在一根垂直旋转轴上，在风力的作用下，风杯绕轴以正比于风速的转速旋转。转速可以用电触点、测速发电机或光电计数器等记录。 图风杯风速计 叶轮风速仪 风速计的叶轮式探头的工作原理是基于把转动转换成电信号，先经过一个临近感应开头，对叶轮的转动进行“计数” 并产生一个脉冲系列，再经检测仪转换处理，即可得到转速值。 法国KIKO叶轮风速仪工作原理如图所示。叶轮的轴杆启动内含八个电磁极的原型磁铁，置于磁铁旁的双霍尔传感器感测到侧场中电磁极的转变信号。传感器的信号转换为电子频率且和风速成正比，并感测旋转方向。 图 KIMO原理
热线风速计 一根被电流加热的金属丝，流动的空气使它散热，利用散热速率和风速的平方根成线性关系，再通过电子线路线性化（以便于刻度和读数），即可制成热线风速计。 金属丝通常用铂、铑、钨等熔点高、延展性好的金属制成。常用的丝直径为5μm，长为2 mm；最小的探头直径仅1μm，长为 mm。根据不同的用途，热线探头还做成双丝、三丝、斜丝及V形、X形等。为了增加强度，有时用金属膜代替金属丝，通常在一热绝缘的基体上喷镀一层薄金属膜，称为热膜探头。热线探头在使用前必须进行校准。静态校准是在专门的标准风洞里进行的，测量流速与输出电压之间的关系并画成标准曲线；动态校准是在已知的脉动流场中进行的，或在风速仪加热电路中加上一脉动电信号，校验热线风速仪的频率响应，若频率响应不佳可用相应的补偿线路加以改善。 0至100m/s的流速测量范围可以分为三个区段：低速：0至5m/s；中速：5至 40m/s；高速：40至100m/s。热线风速计用于0至5m/s的精确测量，使用温度约为 ±70℃。 当在湍流中使用热线风速计时，来自各个方向的气流同时冲击热元件，从而会影响到测量结果的准确性。在湍流中测量时，热敏式风速仪流速传感器的示值往往高于转轮式风速计。因此，风速仪测量过程应尽量在通道的直线部分进行。直线部分的起点应至少在测量点前10×D（D=管道直径，单位为CM）外；终点至少在测量点后4×D处。流体截面应不得有遮挡（棱角，重悬，物等）。 图热线风速计 恒流式热线风速计 通过热线的电流保持不变，温度变化时，热线电阻改变，因而两端电压变化，由此测量流速。利用风速探头进行测量。风速探头为一敏感部件。当有一恒定电流通过其加热线圈时，探头内的温度升高并于静止空气中达到一定值。此时，其内测量元件热电偶产生相应的热电势，并被传送到测量指示系统，此热电势与电路中产生的基准反电势相互抵消，使输出信号为零，风速仪指针也能相应指于零点或显示零值。若风速探头端部的热敏感部件暴露于外部空气流中时，由于进行热交换，此时将引起热电偶热电势变化，并与基准反电势比较后产生微弱差值信号，此信号被测量仪表系统放大并推动电表指针变化从而指示当前风速或经过单片机处理后通过显示屏显示当前风速数值。
揭示风向风速仪是如何检测风速和风向
————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：
揭示风向风速仪是如何检测风速和风向 风速风向，是我们耳熟能详的概念，平常我们经常会说，北风呼呼，或者今天风好大的。这里就已经涉及了风向风速的概念。那么气象学上，风速风向又是如何定义的呢？风向即风吹来的方向，如风从南方吹来，那就叫南风；风从北方吹来，就叫北风；而当风向不定时，可以加个偏字。而风速，是风的速度，单位为米/秒。一般我们把风速分等级，通常分为13级。分别为0、1、2、……测量风向风速有很多仪器，托普云农就有生产风速风向记录仪，专门测定风速，风向。有时也叫做风向风速监测仪。 风向，用方位或者角度表示。在天气预报中，我们常常听到这样的话：今天夜里到明天，偏南风，4-5级。这个偏南风就是风向，4-5级就是风速。“偏”字说明方位左右摆动不能确定。而平常所说的北风是从北方吹来的风，南风是从南方吹来的风。风速在学术界分为12个等级，分别为无风、软风、轻风、微风、和风、劲风、强风、疾风、大风、烈风、狂风、暴风和飓风。总得来说，风速风向对农作物的影响不是特别大，但是我们也不可忽视它对株式作物的影响，因此测得风速和风向对于掌握作物的生长状况，有着不可忽视的作用。 另外，在气象测定中，还有经常需要测定二氧化碳含量、大气温度、大气湿度含量、光照度等相关的参数。因为大气是一个综合体，她有很多部分组成。由此，也产生了一系列的关于测定这些参数的仪器如温照度记录仪、二氧化碳记录
仪、温度照度记录仪等等。气象因素对农业的影响是非常大的，甚至是致命的。农田作业，基本依赖于自然资源，虽然现在科技如此发达，大棚技术、滴灌、喷灌技术等层出不穷，但是农业还是很依赖自然环境，阳光、水、大气等等，是最基本的几个因子。而风向风速，是众多因子中的几个。但是对农业还是影响非常重要。因此，风向风速仪的重要性也是不可小觑。 托普云农风向风速记录仪/风向风速监测仪/风向风速自记仪具有32通道同时检测的功能，可以实现多点同步检测；探头具有一致性，不同参数探头插口可互换，不影响精度。 托普云农风向风速监测仪/风向风速记录仪/风向风速自记仪用于测量瞬时风速风向，具有自动显示功能。主要由支杆，风标，风杯，风速风向感应器组成，风标的指向即为来风方向，根据风杯的转速来计算出风速。 一、托普云农风向风速仪风速自记仪型号列表 型号功能区别 TPJ-30 可监测和记录风向风速两个参数 TPJ-30-G 在TPJ-30的基础上增加了GDP定位功能 二、风向风速仪风速自记仪技术参数： 测定项目：风速，风向 记录容量：主机可存3万条，标配4G内存卡可无限存储 记录时间间隔：5分到99小时连续可调 经度：0~180° 纬度：0~90° 工作电源：3.7V锂电池供电 风速量程范围：0～45m/s 精度：± (0.13-0.015)m/s 分辨率：0.1m/s 启动风速：≤0.55m/s 稳定性：＜0.2m/s/yr 风向量程范围：0~359°精度：±3°
风向风速测量实验 (一)实验目的 掌握风向风速测量方法及测量原理，学会使用数字风向风速表等测量仪器测定风向及风速。 (二)实验仪器设备及实验原理 1、实验仪器设备： 实验设备有HG-1低速风洞及测控系统、数字压力风速仪、数字风向风速表。图1为低速风洞，用于产生低速气流，图2为XDE I型数字风向风速表。 图1 HG-1低速风洞图2 数字风向风速表 HG-1低速风洞是一座回流式低速风洞（见图1），气流速度最高60m/s，试验段大小：700mm（宽）×700mm（高）。数字压力风速仪是用于测量气流总压、静压及压差和风速的多功能测试仪，该仪器必须和皮托管探头配套使用。数字风向风速表是手持式风向风速测试仪，由风向风速感应器和数据处理、显示仪表2部分组成。其技术指标如下： 风向： 测量范围: 0～360° 准确度: ±5° 分辨力: 3°. 起动风速: ≤0.5 m／s 风速： 测量范围: 0～60 m／s 准确度: ±(0.5＋0.03V) m／s V─实际风速 分辨力: 0.1 m／s 起动风速: ≤0.5 m／s 2、实验原理： 风向、风速传感器所感应的不同物理量，经过相应的电路，转换成标准的电压模拟量和数字量,然后由数据采集器CPU 按时序采集、计算,得出风向、风速的实时值，并实时显示。 2.1风向传感器 选用单叶式风向标(见图3)作为风向测定传感器，采用七位格雷码的编码方式进行光电转换，将轴角位移转换为数字信号，经采集器的CPU根据相应公式解算处理，得到相应的风向值。
图3 单叶式风向标风向传感器图4 三杯回转架式风速传感器 2.2 风速传感器 采用三杯回转架式风速传感器作为风速测定传感器（见图4），利用光电脉冲原理。风杯带动码盘转动,光敏元件受光照后输出脉冲,经采集器CPU根据相应的风速计算公式解算处理,获得相应风速值。 (三)实验方法与步骤 1、风洞运行，将风速调至10m/s左右。 2、把皮托管的总压测压软管及静压测压软管和数字压力风速仪对应接口连接。 3、将数字压力风速仪电源打开，按功能键使面板切换到压力和速度显示界面。 4、将皮托管安装在支架上，使总压管开孔方向与来流方向一致。 5、用数字压力风速仪测量试验段出口气流总压和风速。 6、将手持式数字风向风速表的数据采集、处理与显示部件与风速风向感应部件连接，并把感应部件伸到来流中，测定来流速度和来流方向。要求三个风杯处于同一水平面上。 7、改变风洞来流速度，重复5和6步骤测定第二组数据。 8、实验结束，关闭风洞。 9、室外有风时手持数字风向风速表到室外测定某处风向风速。 (四)实验数据处理 将实测数据记录在下表中： (五)思考题 1、比较数字压力风速仪和数字风向风速表测定的风速是否相同？为什么？
超声波风速风向仪设计 1.研究背景及意义 风速测量在工业生产和科学实验中都有广泛的应用，尤其在气象领域，风速测量更有着重要的价值。风速测量，常用的仪表有杯状风速计、翼状风速计、热敏风速计和超声波风速计。杯状风速计和翼状风速计使用方便，但其惰性和机械摩擦阻力较大，只适合于测定较大的风速。热敏风速计利用热敏探头，其工作原理是基于冷冲击气体带走热元件上的热量，借助一个调节开元器件保持温度恒定，此时调节电流和流速成正比。这种测量方法需要人为的干预，而且此仪表在湍流中使用时，来自各个方向的气流同时冲击热元件，会影响到测量结果的准确性。现阶段常采用基于超声波传播速度受风速影响因而增减原理制成的超声波风速仪表，与其它各类仪表相比较，其优势在于：安装简单，维护方便；不需要考虑机械磨损，精度较高；不需要人为的参与，可完全智能化。 2.国内外研究历史及发展状况 超声波可用于测量，是因为在超声波在传播过程中，会加载流体的流速信息，这些信息经过分离处理，便可以得到流体的流速。７０年代中后期，大规模集成电路技术的飞速发展，高精度的时间测量成为一件轻而易举的事情，再加上高性能的、动作非常稳定的ＰＬＬ（锁相环路）技术的应用，使得超声波流量计的稳定可靠性得到了初步的保证。同时为了消除声速变化对测量精度的影响，出现了频差法、锁相频差法等。该类方法测量周期短，响应速度快，而且几乎完全消除了声速对测量精度的影响。８０年代，超声波测量出现了新的方法，比如射束位移法、多普勒法和相关噪声法等等。９０年代才真正实现了高精度超声波气体流量计。 从国内、外超声波气体测量发展来看，国外机构开展这项工作的时间较早，到现在为止已经形成较为成熟的产品。当今世界，超声波流量计用于气体流量计的研究与开发方面，荷兰的工nstromet公司、英国的Dnaiel公司以及美国的Cnotrolotmo公司均做出了大量的工作并取得了较好的应用效果，其销售份额也排在前几位。日本在超声波气体流量计的设计方面也具有很大的优势，在消除管外传播时间、提高仪器精度和缩短响应时间方面有独到之处。我国的超声波流量
FY-CW2型风速风向仪使用说明书
富源飞科电子科技有限责任公司 二零一一年六月 尊敬的用户： 感您购买和使用富源飞科电子科技有限责任公司，研发设计制造的FY-W2型风速风向仪，该产品在设计与制造过程中，严格执行了国家气象部门的有关规定和相关标准，产品在出厂前都经过了严格的测试和质量检验。为了保证您能正确的使用该系统，请在使用前详细阅读产品使用说明书。
目录 一、产品简介 (2) 二、功能特点 (2) 三、技术指标 (2) 四、基本配置 (3) 五、系统组网方式 (3) 六、安装调试方法 (5) 七、采集仪操作说明 (6) 八、测风传感器使用方法 (7) 8.1传感器简介 (7) 8.2安装要求 (7) 九、软件使用方法 (7) 9.1、软件安装 (7) 9.2、软件配置 (8) 9.3、下载及显示数据 (9) 十、注意事项 (10) 十一、常见故障及维护 (10) 十二、售后服务及技术支持联系方式 (10) 附表：风力（风速）等级表 (11)
一、产品简介 FY-CW2风速风向仪由风速、风向传感器及智能数据采集仪构成，是用于测量并记录大气中风速与风向的气象仪器。本仪器采用高清液晶显示屏显示当前日期时间及风速、风向值；置大容量FLASH存储芯片可自动存储至少一年的气象数据；风速传感器采用传统三风杯结构，风杯选用碳纤维材料，强度高，启动好；风向传感器采用精密电位器，并选用低惯性轻金属风向标响应风向，动态特性好；仪器配备有三种通讯接口（RS232/RS485/USB）用于与计算机建立通讯连接，通过配套的上位机软件可远程观测实时风速风向，用户还可利用该功能完善的气象软件对气象数据作进一步的处理分析。本仪器可广泛用于气象、农林、环保、海洋、机场、港口、科学考察等领域。 二、功能特点 （1）高清字符型液晶显示屏，人机界面友好； （2）风速、风向测量精度高，系统稳定可靠； （3）大容量数据存储，最多可存储57344条气象数据（数据记录间隔可在1-240分钟之间设置）； （4）支持多种通讯方式RS232、RS485、RJ45、GPRS等供选择，易于组网； （5）多种供电选配方案：提供交流、直流、太阳能等多种供电方式选择（标配为市电）。（6）可视化计算机软件，专业化的数据处理能力，提供强大的数据存储、分析、报表、曲线等功能，方便的历史数据查询系统。 （7）系统定制方便灵活，数据采样周期可灵活设定（1-60分钟）。 （8）方便的安装及维护：适于我国各气候区主要土壤类型，安装方便，性能稳定，可靠性高，方便维护。 （9）完善的防雷击、抗干扰等保护措施； 三、技术指标