背景
当前各国所使用的风速仪种类繁多，工作原理和性能各不相同。其中风力发电机上使用较多的是机械式风速仪，例如常用的风杯式风速仪，其利用机械部件旋转来敏感风速大小，并结合风向标获得风向。尽管这种方法简单可靠，但由于其测量部分具有机械活动部件，在长期暴露于室外的工作环境下容易磨损，寿命有限，维护成本较高；另外，其精度不高，体积也较大，使用领域受到制约。
近年以来，随着电子技术的发展，出现了许多新的风速风向测量方式，如激光风速仪、超声波风速仪、高集成度的MEMS风速仪等等，这些新型风速仪体积较小，无机械部件，寿命长，而且有的精度很高，正在逐步取代传统机械式风速仪，被越来越广泛应用。
DMA-221L超声波风传感器多年来致力于解决风电场中风力发电机在使用其他风速仪（如机械式或同类超声波测风产品）时，所曝露出的问题。
- 一、冰冻问题
A、外壳结冰，覆雪——北方风雪天气
B、探头结冰——南方冻雨
机械式风测量传感器：
高寒风雪影响严重
1、受轴承影响，无法有效加热，易冻住
2、风向标易冰冻，导致方向偏差，发电量下降
3、大风大雪天气，风杯易积雪，导致无法准确测量，发电量下降
4、大风大雪天气，风速测量误差，带来风机运转风险
5、大风大雪天气，方向测量误差，频繁偏航，偏航系统磨损严重。
超声波风测量传感器：
从容对抗严寒风雪
1、反射式测量，抗风雪
2、上下双层加热，抗冰冻
3、准确测量，确保发电效率
4、恒温加热模式，高效率加热
5、全金属结构，抗风沙，无磨损
二、 测量精度—风能与风速的三次方成正比，所以风速的微小偏差会造成功率的很大偏差。
机械式风测量传感器：
• 存在过高效应，由于惯性影响，转速不能立即下降，存在机械磨损，需要定期标较
• 旋转式风速表在阵性风里指示的风速一般是偏高的称为过高效应 产生的平均误差约为10%
• 风轮旋转面后方会形成扰动气流 ，影响风速风向测量
超声波风测量传感器：
• 反射式超声波测量原理，没有惯性，无机械磨损，无需定期标较
• 可同时测量风速及方向实时状态信息
• 针对风力发电应用优化的测量算法，剔除局部涡流影响，提高测量精度
产品推荐
湖南赛能环保科技有限公司的DMA-221L型超声波测风仪是专门针对风力发电等野外恶劣环境应用而设计，产品的可靠性，防护性能均达到国际先进水平，产品利用超声波反射式测量原理，可同时测量风速、风向、温度，并且具有恒温加热功能，有效解决风雪，冰冻等问题。
| 技术数据 | |
尺寸 |
直径：约150mm，高：约170mm |
重量 |
约1,62kg |
工作温度 |
-40...60°C (带加热) |
带加热 |
24 VDC, max. 240 VA (140W+100W) |
总线操作 |
最多32个装置 |
工作电压 |
24 VDC ±10% 或 24 VDC/1,2 VA |
接线 |
8孔总线 |
外壳材料 |
铝，抗海水腐蚀 |
防护等级 |
IP66 |
立柱直径 |
50mm / 2" |
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数据输出 数字 |
|
接口 |
RS485 半/全双工，绝缘 |
波特率 |
1200-57600 |
瞬间值测量速率 |
1-10s |
平均值 (算术/矢量)测量速率，最小，最大 |
1...10min |
状态 |
加热中，传感器故障 |
数据输出 模拟 |
|
数据输出 模拟 |
只在半双工下工作 |
输出信号 |
0...20 mA, 4...20 mA, 0...10V, 2...10V, |
负荷 |
max. 500 Ohm |
分辨率 |
16 Bit |
震动测试 |
根据 IEC 60945 |
防腐蚀测验 |
根据 MIL-STD-810, 测试方法 509.3 |
无冰测试 |
根据 MIL-STD-810F, 测试方法 521.2 |
高加速寿命测试 |
Highly Accelerated Life Test |
| 风向 | |
原理 |
超声波 |
量程 |
0 ... 359.9 ° |
单位 |
° |
精确度 |
± 2° RMSE >1,0m/s |
分辨率 |
0.1 ° |
| 风速 | |
原理 |
超声波 |
量程 |
0 ... 75 m/s |
单位 |
m/s |
精确度 |
在0...65m/s范围: ±0,2m/s 或 ±2% RMS （取较大值） |
分辨率 |
0.1 m/s |
| 虚拟温度 | |
原理 |
超声波 |
量程 |
-50 ... 70 °C |
单位 |
°C |
精确度 |
± 2,0K (无加热以及阳光照射或 风速4m/s ) |
分辨率 |
0.1 °K |