FC-09G超聲波風速風向儀

FC-09G風速風向儀是一款利用超聲波在空氣中傳播時間差來測量風速以及風向的測量儀器。其內部自帶的加熱裝置可以在嚴冬下保證儀器正常工作，多樣的輸出方式選擇可以滿足不同的行業標準，令用戶操作使用更簡潔方便。

與傳統的機械式風速風向儀的磨損較快，維護繁瑣比較，超聲波風速風向儀的優勢在于：

●無移動部件，磨損小；

●維護少，使用壽命長；

●響應速度快；

與目前國內外生產的超聲波風速風向儀相比較，FC-09G對超聲波的檢測采用全數字式信號處理方案。

雖然傳統的模擬信號檢測方式比數字式信號檢測方式響應速度快，成本低，但此方式對器件的穩定性，外界的環境要求很高，難以實現高性能檢測。而風速與風向的測量對儀器響應速度要求不高，但使用環境范圍廣泛，因此FC-09G選用全數字式信號處理方式，更加精準智能。

其優點在于：

●采用聲波相位補償技術，精度更高；

●采用隨機誤差識別技術，大風下也可保證測量的低離散誤差，使輸出更平穩；

●針對細雨，濃霧天氣的測量補償技術，具有更強的環境適應力；

●數字濾波技術，抗電磁*力更強；

1產品介紹

FC-09G是一款全數字化信號檢測，高精度，可自動加熱除冰雪超聲波風速風向儀。它可以同時進行風速，風向和聲學溫度的實時測量。

設備由8針的防水h空插頭連接。

測量值可以由以下幾種方式輸出:

-RS485/RS422通信方式;

○ NMEA0813協議;

○ Modbus-RTL協議;

-模擬輸出方式

○ 風速風向皆為4-20mA電流輸出;

○ 風速2-500Hz 脈沖輸出，風向4-20mA電流輸出;

1.1 風速風向測量

超聲波風速風向儀使用四個超聲波探頭在二維平面內循環發送和接收超聲波,通過超聲波在空氣中傳播的時差來測量風速和風向。

1.2 聲學溫度測量

風速風向儀可以通過超聲波在空氣中的傳播時間來計算風速，進而通過空氣中聲速和溫度的物理關系來計算出空氣的溫度。

1.3 自動除雪化冰功能

為防止冬天室外風速風向測量造成超聲波探頭的凍結，以至影響測量，甚至造成儀器嚴重損害，在探頭內部安裝了可以自動加熱的裝置，使儀器在嚴寒下仍可正常使用。

2 數據輸出

系統輸出風速，風向和溫度的頻率都同步為1—10Hz可調節。輸出結果為此段時間風速，風向和溫度的平均值，因此輸出頻率設定越高，則測量值的高頻量越多，標準差也越大；反之輸出頻率設定越低，則測量的精度就越高。因此若測量低風速的風（20m/s以下），空氣流動平穩多為層流，建議可設定為較高輸出頻率。而如果測量范圍在較高的風速下（20m/s—60m/s），空氣流動不平穩，湍流和渦旋明顯增多，則建議設定在低輸出頻率，以增加測量的精度。

3 儀器安裝

3.1 安裝固定

儀器由四枚內六角螺釘固定并鎖緊。

安裝時候需要注意保證儀器放置水平，并且指向標指向正北方向。

3.2 安裝地點選取

為使空氣流動的順暢，以保證風速風向測量的精確，儀器選址安裝時應盡量遠離高大建筑，樹木等障礙物。

注：FC-09G具有*的算法對電磁干擾就行糾正，因此抗電磁*力好，可以在較強的輻射源下正常工作。甚至在天線及雷達附近也可正確測量數據。但仍然建議不要在強電磁干擾下使用儀器，以減小其對儀器造成不良影響的可能性。

3.3 接地

為避免雷擊，輻射的高壓靜電損壞儀器或傷人，儀器必須正確接地。接地時應將電纜屏蔽線與大地相連。

4 儀器連接

風速風向儀底部有一個8腳防水插頭，用以通過屏蔽電纜線連接外部電源和通信接口。管腳功能分布如下：

串行接口，全雙工			線纜連接孔端視圖
引腳名稱	引腳分配	引腳功能
1	RXD-	串行接口
2	TXD-	串行接口
3	NC	不連接
4	RXD+	串行接口
5	TXD+	串行接口
6	AGND	模擬地
7	DC-	電源負端
8	DC+	電源正端
	Shield	機殼地

串行接口，半雙工，模擬輸出			線纜連接孔端視圖
引腳名稱	引腳分配	引腳功能
1	WS	風速模擬輸出
2	TXD-/RXD-	串行接口
3	NC	不連接
4	WD	風向模擬輸出
5	TXD+/RXD+	串行接口
6	AGND	模擬地
7	DC-	電源負端
8	DC+	電源正端
	Shield	機殼地

圖4.1 引腳接口圖

4.1 供電電源

供給超聲波風速風向儀的電源為24V±20%，并且此電源應具有較小的紋波電壓。

4.2 模擬輸出接口電路

兩個模擬輸出接口可以提供模擬信號的輸出。

引腳1可以以4-20mA電流值的方式表示風速值0-50m/s，也可以以2-500Hz 頻率脈沖波形式輸出0-50m/s風速值。以何種方式輸出需要根據客戶要求訂制。

如果以電流模式為輸出方式，則大負載電阻為300Ω。

5 FC-09G Monitor監控軟件

FC-09G Monitor軟件用于設置與監視超聲波風速儀的PC機上位軟件，該軟件可以用于監測FC-09G風速風向儀的數據，并記錄于PC硬盤上。

5.1 軟件安裝

CD-UA09 Monitor監控軟件通過CD-ROM發布，可以運行于Windows2000和Windows XP操作系統。在PC端的安裝通過點擊setup.exe并根據提示完成整個安裝。如圖5.1所示，軟件安裝后需要重啟計算機。

5.2 軟件運行

FC-09G Monitor安裝結束后，通過點擊 開始->所有程序-> FC-09G Monitor啟動軟件。啟動后運行界面如圖5.2所示。

此軟件可以對設備的一些參數進行寫入設置。可以配置的內容包括儀器的modbus從設備編號，通信協議設置和通信方式設置。配置設備由軟件工具欄的“設置->配置設備”進入。配置設備的界面如圖5.3所示。

“更改從設備編號”為需要變更的設備編號，編號范圍為1—247。設備出廠編號為1。

“通信協議設置”是配置設備的輸出通信協議。可選擇Modbus和NMEA兩種。出廠設置為modbus。

“通信方式設置”是配置設備的通信方式，可選擇為RS485與RS422。當儀器為RS422時候，電流模擬輸出引腳變為RS422輸出腳，模擬輸出不再有效。 出廠設置為RS485。

配置選項設定后，點擊“配置”完成配置設備。設備配置完成后需要斷電重啟設備，所設定的新配置參數才會寫入到設備中生效。

5.2.2 通信設置

軟件啟動后，需要首行軟件通信設置。確定串口名稱，通信協議，采樣時間。如果使用的是Modbus協議，還需設置所通信儀器的設備編號。通信設置由軟件工具欄中的“設置->通信設置”進入。通信設置界面如圖5.4所示。

5.2.3 數據監測

通信設置成功后，點擊軟件主面板上的“連接儀器”按鍵，搜索與電腦連接的儀器。如果儀器連接成功，連接狀態燈變為綠色。

儀器連接后點擊“運行”按鍵，指示燈變為紅色，此時“運行”按鍵變為“停止”按鍵，軟件進入對數據的監測狀態。

若需要暫停對數據的監測，則點擊“停止”按鍵，則紅色指示燈關閉，數據監測停止。如圖5.4所示。

5.2.4 通信報警

在儀器監測過程中，若干擾較為嚴重則通信校驗會出錯，此時將出現通信報警，軟件主面板上的通信報警指示燈將點亮為黃色。若硬件連接中斷，則會發出連接報警，此時連接報警指示燈點亮為黃色，如圖5.5所示。

5.2.5 文件保存

FC-09G Monitor軟件可以自動將監測數據保存于電腦硬盤當中，以備使用者后續處理。單擊工具欄中的“文件->保存”進入保存界面。軟件默認的保存路徑為安裝路徑下的SaveData文件夾，用戶也可以更改保存路徑。如圖5.6所示。單擊“保存”按鍵軟件則自動保存風速，風向和溫度的數據為txt文件。文件名為“wind****”，其中****代表數據的月日時間。如果數據監測時間較長，則保存數據會每天建立一個文件，以備用戶查詢時間。

6技術指標

6.1 操作電壓

儀器工作供電：24V±20% / 0.3A 

儀器加熱供電：24V±20% / 10A

6.2 風速

測量范圍：0—60m/s

精度：<=10m/s ：±0.2m/s

      >10m/s ：<測量值的±2% 

分辨率：NMEA 協議0.1 m/s

        其他輸出方式 0.01m/s

6.3 風向

測量范圍：0—360°

精度：±1°

分辨率：0.1°

6.4 聲學溫度

測量范圍：－40℃—60℃

精度：±2℃

分辨率: 0.1℃

6.5 輸出方式

模擬方式：4—20mA，0—20mA

數字方式：RS422，RS485

通信協議：NMEA0183·WIMWV

輸出頻率：1Hz~10Hz

6.6 使用環境

存儲溫度：－50℃—80℃

使用溫度：－40℃—60℃

防護等級：IP66

材料：鋁合金7結構尺寸

FC-09G超聲波風速風向儀

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