風速傳感器探頭是風速傳感器的核心部件，負責直接感知風速并將其轉(zhuǎn)化為可測量的信號，其性能直接影響風速測量的準確性和可靠性。 風速傳感器探頭種類多樣，常見的有機械式探頭、熱式探頭和超聲波探頭。機械式探頭通常采用風杯或螺旋槳結(jié)構(gòu)，當風吹動風杯或螺旋槳旋轉(zhuǎn)時，通過測量其轉(zhuǎn)速來計算風速。這種探頭結(jié)構(gòu)簡單、成本較低，但可能存在機械磨損和啟動風速限制等問題。熱式探頭則是利用熱敏元件（如熱絲或熱膜）在空氣流動中的散熱特性來測量風速。當空氣流過熱敏元件時，會帶走熱量，導致元件溫度變化，通過測量這種溫度變化可以推算出風速。熱式探頭響應速度快，可測量低風速，但受環(huán)境溫度影響較大。超聲波探頭則是基于超聲波在空氣中的傳播速度與風速的關(guān)系來測量風速。它通過發(fā)射和接收超聲波信號，并測量信號傳播的時間差來計算風速。超聲波探頭具有無機械轉(zhuǎn)動部件、精度高、穩(wěn)定性好等優(yōu)點，但成本相對較高。 1、核心功能：風速感知與轉(zhuǎn)換 捕捉風速變化 探頭通過物理或機械結(jié)構(gòu)直接感知氣流速度，例如： 三杯式探頭：三個對稱排列的杯形葉片，隨風向旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速與風速成正比。 超聲式探頭：利用超聲波在空氣中的傳播時間差計算風速。 熱線式/熱膜式探頭：通過加熱元件散熱速率變化推算風速。 信號轉(zhuǎn)換與輸出 將風速轉(zhuǎn)換為電信號（如電壓、頻率或數(shù)字信號），便于后續(xù)處理。例如： 三杯式探頭通過旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生脈沖信號，頻率與風速相關(guān)。 超聲式探頭輸出時間差數(shù)據(jù)，經(jīng)算法計算風速。 2、環(huán)境適應性：抗干擾與保護 抵御惡劣環(huán)境 探頭需在高溫、高濕、沙塵、雨雪等復雜環(huán)境中穩(wěn)定工作： 防護外殼：防水、防塵、防腐蝕（如IP67防護等級）。 抗電磁干擾：屏蔽設(shè)計防止外界電磁場影響信號準確性。 動態(tài)響應能力 快速響應風速突變（如陣風），例如： 三杯式探頭慣性小，避免因機械延遲導致測量誤差。 超聲式探頭無機械磨損，適合高頻動態(tài)監(jiān)測。 3、精度保障：校準與穩(wěn)定性 高精度測量 通過以下設(shè)計提升測量精度： 機械對稱性：三杯式探頭的杯子形狀和排列需嚴格對稱，避免風向偏差。 溫度補償：內(nèi)置溫度傳感器修正熱膨脹或超聲波傳播速度的溫度依賴性。 定期校準 探頭需定期標定（如風洞校準），確保長期穩(wěn)定性： 實驗室校準：在可控風速下調(diào)整輸出信號。 現(xiàn)場比對：與標準風速儀同步測量，修正誤差。 4、擴展功能：多參數(shù)監(jiān)測 風向聯(lián)合測量 部分探頭集成風向標（如尾翼式），同步輸出風向角度信號。 環(huán)境參數(shù)集成 高級探頭可能集成溫度、濕度、氣壓傳感器，提供綜合氣象數(shù)據(jù)。 |
