螺旋桨式测风传感器自动检测系统研究与开发

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1、万方数据第22卷第2期电子设计工程2014年1月V01．22No．2ElectronicDesignEngineeringJan．2014螺旋桨式测风传感器自动检测系统研究与开发郭颜萍，张志伟，崔天刚，王东明(山东省海洋环境监测技术重点实验室山东省科学院海洋仪器仪表研究所，山东青岛266001)摘要：螺旋桨式测风传感器应用范围广、需求数量大。而传统检测方法效率低、容易出现人为差错，为此研究开发了一种自动检测系统．采用伺服电机带动测风传感器风速转轴转动的方法检测风速部件。利用蜗杆蜗轮模型构建角度盘，实现风向部件检测。实际应用表明，该系统检测效率高，适检范围

2、宽，实现了螺旋桨式测风传感嚣风速风向检测的自动化．与过去人工方式相比检测每台测风传感器的时间减少50％以上。关键词：螺旋莱式测风传惠器；自动检测系统；伺服电机；蜗轮中圈分类号：TP273文献标识码：A文章编号：1674-6236(2014)02-0105—03Researchanddevelopmentonautomaticdetectionsystemforpropeller-typewindsensorGUOYah·ping，ZHANGZhi-wei，CUITian-gang，WANGDong-ming(ShandongProvincialKeyLa

3、boratoryofOceanEnvironmentMonitoringTechnology，ShandongAcademyof&iencesInstituteofOceanoffaphicInstrumentation，Q岫266001，Ch／na)Abstract：Propeller-typewind8engorwithwide印plicationrangeisverymuchindemand，whilethetraditionaldetectionmethodisineffectiveandeasilyproduceshumanerror．Ther

4、eforeakindofautomaticdetectionsystemisdeveloped．Windspeodpartsa弛detectedbythemodeof8ervomotordrivingwindspeedaxis．Winddirectionparts毗detectedbyanslescalewhichisconstructedbythemodelofwoFmandwormwheel．Practicalapplicationprovesthatthesystemp‘堪∞s∞shishtestefficiency．wideadaptivetes

5、tscopeand玎既Ilize8theautomaticdetectionforpropeller-typewindsensor．Comparedtothepastartificialmethodthesystemhasreducedby50％indetectingtime．Keywords：propeller-typewindsen∞r：automaticdetectionsystem；8ervomotor；wormwheel螺旋桨式澍风传感器工作稳定可靠。测量范围和准确度满足常规要求，用于测风已经多年，在各类船舶、海上和陆地气象台站应用非常普遍。测

6、风传感器一般安装于室外，长期经受降水、结冰、风沙的侵袭。再者转动部分的机械磨损、腐蚀也会使测风传感器产生误差D1，根据有关规定，运行使用中的测风传感器必须进行周期性的检测。目前常用的方法是将测风传感器置于符合标准的风洞中进行检测四。但是这种方法必须将测风传感器从安装地点长途运输至风洞实验室．耗时费力而且价格昂贵。因此，有必要研制一套方便快捷的自动化检测系统。以解决螺旋桨式测风传感器进行大批量、周期性检测的需求。1总体设计与工作原理自动检测系统原理如图l所示，由嵌入式系统、伺服驱动器、伺服电机、编码器、蜗杆和角度盘等部分组成。风速部件检测原理：螺旋桨式测风

7、传感器随风吹动。其风速转轴转数和输出的脉冲信号频率与风速大小基本成正比，在1彳0m／s风速嵌入式系统伺服驱动{度反{酬‘嘲刮l嘲塞{燃剿墨位置反馈—z：=^．1——L竺风速风向信号处理电路图1自动检测系统原理框图Fig．1Schematicdiagramofautomaticdetectionsystem测量范围内有较好的线性度。根据这一原理。利用一个伺服电机带动风速转轴连续转动。由嵌入式系统通过伺服驱动器设定不同的转速。伺服电机通过编码器将实时速度反馈给驱动器，形成一个闭环的控制系统。嵌入式系统通过信号采集电路得到测风传感器输出的实际风速值．比较风速设

8、定值和实际值。即可得到测风传感器风速部件的检测结果。风向部件检测工作原理：测风传