工作原理
SWF2采用四组超声波换能器阵列构成三维测量单元,通过发射与接收高频超声波脉冲(40kHz),计算声波在X/Y/Z三个轴向的顺风与逆风传播时间差:水平风速(Ux/Uy)由正交方向的时差解算得出,垂直风速(Uz)通过上下对射换能器的时间差捕获,结合温度传感器(PT100)补偿声速变化(声速与温度呈平方根关系),最终合成三维风矢量(风速大小、方向角、仰角);风向判断依赖换能器阵列的几何布局,通过比较各通道信号强度与相位差,实现0°~360°水平风向与-90°~+90°垂直风向的连续输出;所有数据经32位ARM处理器实时解算,通过RS485/4G/光纤模块上传至监控平台,支持Modbus TCP/RTU、MQTT等协议。
应用范围
该设备适用于多场景三维风场监测:在气象科研中,部署于气象塔或探空气球,捕捉边界层湍流、低空急流等复杂风场结构,为数值天气预报模型提供高分辨率观测数据;在风电领域,安装于风机轮毂或测风塔,监测来流风速的湍流强度、风切变及偏航角,优化风机功率曲线与载荷控制策略;在航空安全中,集成于机场风廓线雷达系统,实时监测低空风切变与微下击暴流,辅助航班起降调度;此外,还可应用于城市通风廊道规划、建筑风工程、森林火险等级评估等场景,支撑多学科交叉研究。
技术参数
风速测量范围:0~75m/s(启动风速≤0.1m/s)
风向测量范围:水平0°~360°,垂直-90°~+90°(分辨率0.1°)
温度测量范围:-50℃~+80℃(精度±0.3℃)
数据输出频率:1Hz~50Hz可调
通信接口:RS485、4G(全网通)、光纤(可选)
供电方式:太阳能板(300W)搭配磷酸铁锂电池(48V/200Ah),连续阴雨天续航≥60天
防护等级:IP69K(高压水枪冲洗防护),抗盐雾、抗紫外线,适应极端环境
产品特点
全三维无机械磨损:超声波测量无需旋转部件,彻底消除机械磨损、结冰卡滞等问题,寿命超15年;
超低启动风速与高精度:0.1m/s启动风速可捕捉微风波动,测量误差<0.2m/s(风速≤10m/s时),满足科研级需求;
智能环境自适应:内置自检模块可实时监测换能器性能,自动补偿灰尘覆盖、昆虫附着导致的信号衰减;
模块化设计与快速部署:主体采用航空铝材质,重量仅8kg,支持三脚架、塔架、无人机等多种安装方式,10分钟内完成现场调试。