儀器介紹
簡介
經過多年精心研制完成的新一代數據記錄儀，該記錄儀體積小、精度高，可采集記錄溫濕度、照度、CO2、風向風速、雨量、電壓、電流、PH等參數，已在多項國家重點實驗室、科研單位、疾控中心及光明乳業、哈根達斯等企業中應中應用。
它集數據采集、記錄和傳輸于一體，具有小體積（58×72×29mm）、低功耗（配锂電池可連續工作1年）、高可靠（适應惡劣環境，失電時不丢失數據）、多功能（同時顯示、記錄多路數據，自動生成記錄曲線圖，采集的數據能用專用軟件或EXCEL、WORD處理）。
測量技術以及選型指南
0至100m/s的流速測量範圍可以分為三個區段：低速：0至5m/s；中速：5至40m/s；高速：40至100m/s。風速儀的熱敏式探頭用于0至5m/s的精确測量；風速儀的轉輪式探頭測量5至40m/s的流速效果最理想；而利用皮托管則可在高速範圍内得到最佳結果。正确選擇風速儀的流速探頭的一個附加标準是溫度，通常風速儀的熱敏式傳感器的使用溫度約達+-7C。特制風速儀的轉輪探頭可達35C。皮托管用于+35C以上。
原理特點
國内外風向風速傳感器可以分為三類。第一類為螺旋槳式風向風速傳感器；第二類為風速是三杯式、風向是單翼式的風向風速傳感器；第三類為超聲波風向風速傳感器。螺旋槳式風傳感器精度較差，動态性能一般；超聲波風傳感器應用還不太成熟。考慮測量性能、可靠性、價格等因素，本設計采用三杯式風速傳感器、單翼式風向傳感器。現設計定型的傳感器型号為ZQZ-TF風向風速傳感器。
風杯式風速傳感器工作原理是：風速傳感器的感應元件為三杯式回轉架，信号變換電路為霍爾開關電路。在水平風力作用下，風杯組旋轉，通過主軸帶動磁棒盤旋轉，其上的36隻磁體形成18個小磁場，風杯組每旋轉1圈，在霍爾開關電路中感應出18個脈沖信号，其頻率随風速的增大而線性增加。其校準方程為：V=0.1F(V：風速，單位：m/s；F：脈沖頻率，單位：Hz)。
風向傳感器的感應元件為風向标組件。角度變換為格雷碼盤加光電電路。當風向标組件随風向旋轉時，帶動主軸及碼盤一同旋轉，每轉動2.8125°，位于光電器件支架上下兩邊的7位光電變換電路就輸出1組新的7位并行格雷碼，經整形電路整形并反相後輸出。
風速測量範圍寬、測量精度高、傳感器采用數字量輸出，可靠性高，傳輸距離遠，系統功耗低。因此可以采用太陽能供電，适合野外使用，可廣泛地應用于氣象、民航、公路、建築、能源等行業。
觀測準确性
觀測資料的準确性取決于傳感器和采集器的正常工作，是确保氣象資料及時準确采集的前提，是開展氣象服務的重要依據，影響到氣象服務質量。
技術指标
風速
測量範圍：0~60m/s
精确度：±(0.3+0.03V)m/s
分辨率：0.1m/s
風向
測量範圍：0~360°
精确度：±3°
分辨率：3°
抗風強度：70m/s
起動風速：≤0.5m/s
起動風向：≤0.5m/s
2分鐘、10分鐘平均風向風速。
當日最大和極大風速風向及它所出現的時間。
工作電壓：AC220x(1±10%)V50Hz或DC6V(交直流自動切換)
遙測距離：≤100m(根據用戶需求可訂制)
輸出接口：RS232C波特率9.6k。
風速的測試方法：風速測試有平均風速的測試和紊流成分（風的亂流1～150KHz、與變動不同）的測試。測試平均風速的方法有熱式、超音波式、葉輪式、及皮拖管式等。
調節
可自動随風變向調節裝置，包括底座，所述底座的上方連接安裝座，安裝座的上方連接轉軸座，轉軸座的側邊固定有安裝杆，安裝杆的上端安裝測風組件。
熱式測試法
該方式是測試處于通電狀态下傳感器因風而冷卻時産生的電阻變化，由此測試風速。不能得出風向的信息。除攜帶容易方便外，成本性能比高，作為風速計的标準産品廣泛地被采用。熱式風速計的素子有使用白金線、電熱偶、半導體的，但我公司使用白金卷線。白金線的材質在物質上最穩定。因此，長期安定性、以及在溫度補償方面都具有優勢。
特性
（液晶雙路）
測量範圍：風速：0～45m/s風向：0～360°
傳感器：EL-1
記錄容量：7420組數據
記錄間隔：2秒～24小時連續可調
通訊接口：RS-232或USB
軟件：中、英文兩種版本
功能
1、全程跟蹤記錄風速風向變化數據，記錄時間長（15分鐘記錄一次數據，可記錄長達5個月甚至更長的時間），集數據采集、記錄和傳輸于一體。
2、整機功耗小，使用锂電池（内置）供電，電池壽命可達一年以上。
3、軟件有中英文兩種版本，可任意選擇，英文版具有國際通用性。
4、軟件功能強大，數據查看方便。
5、自動生成記錄曲線圖，采集的數據能用EXCEL、WORD或專用軟件處理。
6、記錄時間間隔從2秒至24小時任意設置。
7、體積小，操作簡單，性能可靠（适應惡劣環境，失電時不丢失數據）。
使用方法
1、用随機附帶的通訊電纜将記錄儀與一般計算機（PC586以上即可）的串行口相連接。
2、在計算機上運行記錄儀應用程序，設置好記錄儀的記錄啟動時間、記錄周期、停止時間、停止方式等參數。
3、設定完成後脫開記錄儀與計算機的連接，将記錄儀置于需檢測的場合。
4、檢測完畢後，再将記錄儀與計算機連接，運行記錄儀應用程序，将記錄數據下載到計算機内進行數據處理。
風速計作用
介紹
風速的測定常用的儀器有杯狀風速計、翼狀風速計、卡他溫度計和熱球式電風速計。翼狀和杯狀風速計使用簡便，但其惰性和機械磨擦阻力較大，隻适用于測定較大的風速。熱球式電風速計
構造原理
是一種能測低風速的儀器，其測定範圍為0.05-10m/s。它是由熱球式測杆探和測量儀表兩部分組成。探頭有一個直徑0.6mm的玻璃球，球内繞有加熱玻璃球用的鎳鉻絲圈和兩個串聯的熱電偶。熱電偶的冷端連接在磷銅質的支柱上，直接暴露在氣流中。當一定大小的電流通過加熱圈後，玻璃球的溫度升高。升高的程度和風速有關，風速小時升高的程度大；反之，升高的程度小。升高程度的大小通過熱電偶在電表上指示出來。根據電表的讀數，查校正曲線，即可查出所的風速（m/s）。
使用方法
①使用前觀察電表的指針是否指于零點，如有偏移，可輕輕調整電表的機械調整螺絲，使指針回到零點；
②将校正開關置于斷的位置；
③将測杆插頭插在插座上，測杆垂直向上放置，螺塞壓緊使探頭密封，“校正開關”置于滿度位置，慢慢調整“滿度調節”旋紐，使電表指針指在滿度位置；
④将“校正開關”置于“零位”，慢慢調整“粗調”、“細調”兩個旋紐，使電表指針指在零點的位置；
⑤經以上步驟後，輕輕拉動螺塞，使測杆探頭露出（長短可根據需要選擇），并使探頭上的紅點面對對着風向，根據電表度讀數，查閱校正曲線，即可查出被測風速；
⑥在測定若幹分後（10min左右），必須重複以上③、④步驟一次，使儀表内的電流得到标準化；
⑦測畢，應将“校正開關”置于斷的位置。
注意事項
①本儀器為一較精密的儀器，嚴防碰撞振動，不可在含塵量過多或有腐蝕性的場所使用。
②儀器内裝有4節電池，分為兩組一組是三節串聯的，一組是單節的。在調整“滿度調節”旋紐時，如果電表不能達到滿刻度，說明單節電池已耗竭；在調整“粗調”、“細調”旋紐時，如果電表電表指針不能回到零點，說明三節電池已耗竭；更換電池時将儀器底部的小門打開，按正确的方向接上。
③儀器維修後，必須重新校正。
安裝
安裝方法
按照儀器技術手冊規定的方法把2個傳感器分别固定在長1~1.5m的風傳感器安裝橫臂的兩端。傳感器的電氣連接線接入接線盒。然後再将橫臂安裝在風塔(杆)上。安裝時，中軸應垂直，橫臂應水平，風向标的方位要對準正北。傳感器的信号電纜要穿進風杆上部小孔，不使電纜懸空挂着。風塔(杆)頂端要安裝避雷針，避雷針用紫銅線做下引線，順風塔(杆)下來接到避雷針接地樁上。
維護
經常觀察風杯和風向标轉動是否靈活、平穩。發現異常時，換用備份傳感器或卸下維修。每年定期維護1次風傳感器，清洗風傳感器軸承;檢查、校準風向标指北方位。
風速和風向不需要日常維護，但應注意其工作狀态是否正常，例如在微風拂動下是否有風速，在微風下風向是否變動。在大風揚沙天氣下，風速和風向可能會不顯示，觀測員應及時對采集器進行複位(即重新啟動)，使其恢複正常工作。在較大的冰雹打擊下，可能會對風杯造成一定的損壞，觀測員應及時觀察風杯和風标的外觀和工作是否正常，并與其它同事确認問題是否真的存在，如不正常應及時與技術部門聯系。
清洗和更換
風向、風速軸承每年必須通過轉動傳感器的軸目測一次，檢查時要先卸下風向标或風杯，正常情況下，軸應當轉動靈活，無明顯噪聲。如有噪聲，用耳朵靠近上端軸承和下端軸承聽清是那一個有噪聲或兩個都有噪聲。如果上端軸承有噪聲，先把傳感器倒置，然後用手抓好外殼摔動，直至上端軸承逐漸冒出，再用手或工具拔出軸承。用汽油清洗軸承後轉動并觀察轉動的連續聲音和感覺良好的慣性，如果正常轉動，可重新裝好，再聽上下端軸承的聲音、觀察轉動的慣性。如果不能正常轉動，就要更換新的軸承。因上端軸承的密封和固定不是很好，較下端軸承更容易磨損和産生污垢而發生故障。如果下端軸承有噪聲，要按以下步驟打開更換。
松開連接處的六角螺母(用22mm的工具)和傳感器底部的3個平頭螺釘(用7mm的工具)。
輕輕拔開上、下部裝置。
松開隔離螺母(六角螺絲)和加熱元件的引出端(扁銅片)。
取下印制線路闆。不要擰或彎曲連接線，以免折斷軸針。
旋松碼盤或截光盤的内六角定位螺釘，取下該盤(注意該盤的安裝高度位置)。
取下定位環(用擋圈鉗)。
取下隔離環，從裝置中向下推出軸。
取下低端軸承的卡子，取下低端軸承，進行清洗或更換。
要用汽油浸泡并清洗，選擇無噪聲和轉動十分靈活的軸承;加優質潤滑機油後轉動。
安裝軸承的步驟:先裝下端軸承，然後安裝卡子，卡子的平面對軸承(另一面光滑并顯凸)。把軸裝入裝置，再裝“0”形環，凹面對卡子(另一面平整)。裝入定位環，平面對“0”形環(另一面光滑并顯凸)。裝入上部軸承，轉動軸檢查轉動是否靈活。把碼盤或光盤安裝在原來的高度位置，再安裝印制線路闆(注意對上加熱元件的引出端接口)，轉動軸觀察碼盤不會接觸到發光管和光電管，最後安好下部裝置(依照打開步驟)。至此軸承更換工作全部完成。
