Vad är en piezoelektrisk sensor? Vad är en wind cup vindhastighetssensor?
1. Introduktion till sensorer
En sensor (engelska namnet: transducer/sensor) är en detekteringsenhet som kan känna av den uppmätta informationen och omvandla den avkända informationen till elektriska signaler eller andra erforderliga former av informationsutmatning enligt vissa regler för att uppfylla kraven för informationsöverföring, bearbetning, lagring , visning, inspelning och kontroll. På grund av de många typerna av sensorer introducerar redaktören i den här artikeln endast den piezoelektriska sensorn och vindhastighetssensorn för vindkoppen.
2. Piezoelektrisk sensor
Först och främst, låt oss ta en titt på lite relevant kunskap om piezoelektriska sensorer. Trycksensorer är de mest använda sensorerna i industriell praxis, och de trycksensorer vi vanligtvis använder tillverkas huvudsakligen med den piezoelektriska effekten. Sådana sensorer kallas även piezoelektriska sensorer.
De piezoelektriska materialen som huvudsakligen används i piezoelektriska sensorer inkluderar kvarts, kaliumnatriumtartrat och ammoniumdivätefosfat. Bland dem är kvarts (kiseldioxid) en naturlig kristall, och den piezoelektriska effekten finns i denna kristall. Inom ett visst temperaturområde finns alltid den piezoelektriska egenskapen, men när temperaturen överstiger detta område försvinner den piezoelektriska egenskapen helt (denna höga temperatur är den så kallade "Curie-punkten"). Eftersom det elektriska fältet ändras något med förändringen av spänningen (det vill säga den piezoelektriska koefficienten är relativt låg), ersätts kvarts gradvis av andra piezoelektriska kristaller. Kaliumnatriumtartrat har stor piezoelektrisk känslighet och piezoelektrisk koefficient, men det kan endast appliceras i en miljö med relativt låg rumstemperatur och luftfuktighet. Ammoniumdivätefosfat är en konstgjord kristall, som tål hög temperatur och relativt hög luftfuktighet, så den har använts i stor utsträckning.
3. Wind cup vindhastighetssensor
Efter att ha förstått den relevanta kunskapen om den piezoelektriska sensorn, låt oss ta en titt på innehållet i vindkoppens anpassade sensor.
Wind cup vindhastighetssensorn är en mycket vanlig vindhastighetssensor, som först uppfanns av Robinson i England. I Kina har vindkoppens vindhastighetssensor använts i stor utsträckning. Den avkännande delen av vindkoppens vindhastighetssensor består av tre eller fyra koniska eller halvklotformade tomma koppar. Det ihåliga skålskalet fästs på de treuddiga stjärnformade fästena i 120 grader eller på de korsformade fästena i 90 grader med varandra. De konkava ytorna på kopparna är anordnade i en riktning, och hela tvärarmsramen är fixerad på en vertikal rotationsaxel.
När vinden blåser från vänster är vindkoppen 1 parallell med vindriktningen och komponentkraften av vindens tryck på vindkoppen 1 i den riktning som är mest vinkelrät mot vindkoppens axel är ungefär noll. Vindbägare 2 och 3 korsar vindriktningen i en vinkel på 60 grader. För vindkopp 2 är dess konkava yta vänd mot vinden och bär det största vindtrycket; vindkoppen 3 har en konvex yta som är vänd mot vinden, och vinden runt den gör vindtrycket mindre än vindkoppen 2. På grund av tryckskillnaden mellan vindkoppen 2 och vindkoppen 3 i riktningen vinkelrät mot axeln för vindkoppen 3. vindkoppen börjar vindkoppen rotera medurs.
Efter att vindkoppen börjar rotera, eftersom koppen 2 roterar längs vindriktningen, minskar vindens tryck relativt, medan koppen 3 roterar mot vinden med samma hastighet, ökar vindtrycket relativt, och vindtrycksskillnaden fortsätter att minska. Efter en tidsperiod (konstant vindhastighet), när partialtrycksskillnaden som verkar på de tre vindkopparna är noll, kommer vindkopparna att rotera med en jämn hastighet. På så sätt kan vindhastigheten bestämmas efter vindkoppens hastighet (varv per sekund).
När vindkoppen roterar driver den den koaxiella flertandsskärskivan eller magnetstaven att rotera och erhåller en pulssignal proportionell mot vindkoppens hastighet genom kretsen. Pulssignalen räknas av räknaren och det faktiska vindhastighetsvärdet kan erhållas efter konvertering. För närvarande använder den nya rotoranemometern tre koppar, och prestandan för den koniska koppen är bättre än den för den halvsfäriska. När vindhastigheten ökar kan rotorn snabbt öka hastigheten för att matcha luftflödeshastigheten. När vindhastigheten minskar, på grund av tröghetsinverkan, kommer vindhastigheten inte att sjunka omedelbart. Roterande vindmätare indikerar vanligtvis för hög vindhastighet i vindbyar och har en överdimensionerad effekt (ger ett medelfel på cirka 10 procent).
