矿用风速传感器(15)

毕业设计

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2.1.2超声波旋涡式风速传感器工作原理：

如图2-2 所示。在风洞中设置确定旋涡发生杆（即阻挡体），在阻挡体下方安装一对超声波发射器和接收器，当流动空气经过旋涡发生杆时，在其下方产生两列内旋相互交替的旋涡。由于旋涡对超声波的阻挡作用，超声波接收器将会收到强度随旋涡频率变化的超声波，即旋涡没有阻挡超声波时，接收到的超声波强度最大，旋涡正好阻挡超声波时，

接收到的超声波强度最小。超声波接收器将接收到的幅度变化的超声波转换成电信号，所经过放大、解调、整形等就可获得与风速成正比的脉冲频率。

图2-2 超声波旋涡式风速传感器工作原理

当发生杆一定时，风速越大，形成的卡曼旋涡就越强，对超声波束调制度越大。当风速很低时，会形不成旋涡。为检测较低的风速，可以增大发生杆直径或提高超声波接收器的灵敏度。能产生旋涡的发生杆直径与风速关系如图

2-3 所示。

图2-3 产生旋涡的发生杆直径与风速关系

为了解决低风速的测量问题，首先要设法提高调制度，方法一是选择合理的漩涡发生体；方法二是用灵敏度高的超声波换能器，超声波发射与接收器的形状、断面尺寸、相对位置及安装紧固程度和偏移角等都会影响灵敏度。超声波发射与接收器应设置在其轴线距发生杆的距离为发生杆直径6 倍的地方，以保证线性度。超声波的工作频率应