《风能资源测量与评估》课程实验

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1、实验一自动气象观测系统实验一、实验目的通过实验了解Cl动气象站的基本构成、功能、工作原理和使用方法。二、实验仪器自动气象站及相关设备。三、实验内容PH自动气象站系统是~种集气象数据采集、存储、传输和管理于一体的无人值守的气象采集系统。它在工农业生产、旅游、城市环境监测和其它专业领域都冇广泛的用途。自动气象站系统由气象传感器、气象数据采集仪和计算机气象软件三部分组成。可同时监测大气温度、大气湿度、土壤温度、土壤湿度、雨量、风速、风向、气压、辐射、照度等诸多气象耍素；风速风向传感等传感器为气象专用传感器，具冇高精度高可靠性的特点。气象数据采集仪具有气象数据采集、实吋吋钟、气

2、象数据定吋存储、参数设定、友好的人机界面和标准通信功能。系统内置大容量FLASH存储芯片可存储一年以上的气象数据；多种通讯接U（RS232/RS485/USB）可以很方便的与计算机建立有线通讯连接，若选配GPRS无线通讯模块还可实现气象设备与计算机监控中心的远程无线连接。ii.1、基本配置采集仪：气象数据采集仪传感器：风速、风向、空气温度、空气湿度、土壤温度、土壤湿度、雨量、总辐射、气压、蒸发等传感器（可根据用户需求配置）通讯方式：RS232、RS485、USB、GPRS（无线）供电系统：DC12〜36V、AC220V、太阳能电池放件安懇舟，气象放件安懇舟安装部分（选配

3、）：轻型百叶箱、野外防护箱、三脚架、各种适配线缆2、气象传感器参数名称测量范围分辨率准确度风速传感器0〜70m/s0.lm/s土(0.3±0.03V)m/s风向传感器0〜360°1°±3°空气温度传感器-50〜+10CTC0.1°C±0.2°C空气湿度传感器0〜100%RH0.1%RH±3%气压传感器500〜llOOhPa0.lhpa±0.3hPa3、自动气象站系统组网方式PH自动气象站与屮心气象计算机之间的组网方式可以采用有线和无线两种组网方式。方式一：有线组网方式。PH自动气象站与气象工作站计算机之间采用RS232总线进行通讯，冇效距离30米，还可以通过RS232转

4、485模块将传输距离延长到200米。气象工作站计算机与中心气象计算机之间可以采用互联网进行组网，中心气象计算机可与多台P11自动气象站组成气象监测网络。PH自动气象站PH自动气象站图1采用RS232总线和互联网组成的气象监测网络（方式一）方式二：GPRS无线通讯方式。在自动气象站宵接布线不方便的情况下，可以采取GPRS无线数据通信网络的方式來传输气象数据，中心气象计算机讨以与多台PH自动气象站通过移动GPRS无线数裾通信网络组成气象监测网络。中心气象M•算机PH自动气象站PH自动气象站4、传感器Q动气象站常用的传感器主要有气压传感器、温度传感器、湿度传感器、风向和风速传

5、感器等。(1)气压传感器(PHSZQY数字气压传感器)气压传感器是将大气压力的变化转换成电信号的变化，对电信号进行测量和处理，从而获得气压的数值。常用的气压传感器有振筒式气压传感器和膜盒式电容气压传感器。膜盒式电容气压传感器膜S式电容气压传器的感应元件为真空膜盒，当气正发生变化时，真空膜盒的弹性膜片会发生形变，从而引起其电容量的改变。通过对电容量进行测量，经过换算后即可得到木站气压的数值。膜盒式电容气压传感器及其组件安装在采集器内，其感应部分的高度应与台站水银气压表的感应高度一致。使用中应定期检查气孔口，保持静压气孔口畅通。(2)温度传感器(PI1QW大气温度传感器)温

6、度传感器通常采用铂电阻测温，利用铂电阻的电阻值随温度升高而增大的特性，通过对电阻进行测量，经过换算后即可得到温度的数值。铂电阻气温传感器如图3所示，其感应元件为铀电阻，怕电附烧制在细小的玻璃棒或磁板上，外面有金属保护管。铂电阳外壳电路接线口图3怕电阻温度传感器结构图气温传感器用支架安装在百叶箱或防辐射罩内，感应元件距离地面高度为1.5m。传感器应保持清洁、干燥，发现有灰尘或水时应及时用干净的软布轻轻拭去。(3)湿度传感器(PHQS大气湿度传感器)湿度传感器通常采用湿敏电容湿度传感器，针对空气湿度进行自动观测。湿敏电容湿度传感器是采用宥机高分子膜作介质的一种小型电容器，由

7、玻璃基板、高分子膜、上电极和卜电极构成，如图4所示。传感器由两个小电容器申联组成，电容器的上电极为一层能透过水汽的多孔金膜，下电极为一对刀状或梳状电极，引线由下电极引出。4湿敏电容湿度传感器结构图传感器放置于环境空气中，空气屮的水汽透过上电极进入介电层，使介电系数发生变化，从而导致使电容器的电容量发生变化，并且电容量的变化量与空气相对湿度成止比。通过对电容量进行测量，经过换算后即可得到空气湿度的数值。湿敏电容传感器应安装在百叶箱或防辐射罩A,感应元件距离地囬高度为1.5m。传感器的感应部分装有保护滤纸，用来防止尘埃污染感应元件，应定期卸幵