浅谈结构对三维风速仪测量精度的影响

发布日期：2018-09-10      浏览次数：1803

　　三维风速仪是一款利用超声波时差法来实现风要素测量的传感器。由于它很好地克服了机械式风速风向仪固有的缺陷，无旋转部件，免维护，能全天候地、长久地正常工作，所以越来越广泛地得到使用。在市场上国内外已研制出多种三维风速仪，设计原理基本相同，不同之处在于结构的差异。
　　从三维风速仪结构上来讲大体分为2种类型，一种是声波探头立于主体机身外，称之为外部悬挂式；另一种是声波探头位于主体机身内，称之为内部反射式。这2种传感器各具特点并都能利用超声波准确地测量风速风向。但是在观测风速的时候一般是水平方向的风的流动速度，而在山区或者机场和高铁站等特殊环境下风会产生一定角度，形成切变，在这种环境下2种三维风速仪会出现偏差，经过多次测量得出结论，内部反射式超声波测风仪会将风速聚拢，使得数值增大，导致测量结果偏差。
　　进几年来随着风电技术的发展，风电的传感器也在不断地革新。机械式风速风向仪在使用中慢慢暴露出许多问题，影响了风电的效率。机械式的风速风向仪依靠轴承的转动来完成测量，所以其精度及寿命基本取决于轴承。在风沙扬尘严重的场合以及腐蚀性严重的沿海场合轴承会过早由于异物及腐蚀而引起卡转，其使用寿命不会超过1年半。在环境相对良好的场合，三维风速仪随时使用一定时间后轴承的阻尼也会发生变化，其测量数据的误差会随着时间的推移越来越大，一般其使用寿命为3年左右。数据误差太大，不仅发电效率低，而且会影响其他设备的寿命。
　　三维风速仪依靠超声波传感器来测量，所以其精度及寿命基本取决于超声波传感器。风速风向仪在整个发电系统中犹如它的眼睛和耳朵，如果出现问题，不仅效率会出现不或不正确的信号，还会影响风机中其他部件的寿命。而超声波风速风向仪弥补了机械式风速风向仪的许多不足，是目前先进和可靠的风速风向传感器，已经被越来越多的客户所接受和使用。超波测风仪广泛地应用于风力发电机组，测风仪稳定性、准确性得到广泛认可。