Принцип измерения параметров ветра - WXT530

Серия WXT530 Руководство пользователя

Document code
M211840RU
Revision
F
Language
Русский (Россия)
Product
WXT530
Document type
Руководство пользователя
WXT536 WXT535 WXT534 WXT533 WXT532 WXT531

Для измерения параметров ветра метеостанции используют технологию с датчиком Vaisala WINDCAP.

Датчик ветра оснащен антенной из 3 равноудаленных друг от друга ультразвуковых преобразователей, расположенных в горизонтальной плоскости. Определение скорости и направления ветра осуществляется путем измерения времени, за которое ультразвуковой сигнал проходит от одной метеостанции до двух других.

Датчик ветра измеряет время прохождения звука (в обоих направлениях) по 3 сторонам треугольника из преобразователей. Время прохождения зависит от скорости ветра на пути сигнала. При нулевой скорости ветра время прохождения ультразвука в обоих направлениях будет одинаковым. При наличии ветра вдоль траектории распространения ультразвука время прохождения изменяется: увеличивается при движении против направления ветра и уменьшается при движении по направлению ветра.

Скорость ветра рассчитывается на основании измеренного времени прохождения сигнала по следующей формуле:

Vw = 0.5 × L × (1/tf – 1/tr)
Vw Скорость ветра
L Расстояние между двумя датчиками
tf Время прохождения ультразвукового сигнала в прямом направлении
tr Время прохождения ультразвукового сигнала в обратном направлении

Шестикратное измерение времени прохождения ультразвука позволяет вычислить Vw для каждой из 3 траекторий. Вычисленные скорости ветра не зависят от высоты над уровнем моря, температуры и влажности. Значение этих факторов устраняется путем измерения времени прохождения ультразвука в обоих направлениях, хотя время прохождения ультразвука в одном направлении зависит от них.

Для определения направления и скорости ветра достаточно вычислить значение Vw на 2 траекториях излучателей. Технология обработки сигнала обеспечивает вычисление скорости и направления ветра по 2 наиболее точным траекториям.

Скорость ветра представляется в виде скалярной величины в выбранных единицах измерения (м/с, узлы, миль/час и км/ч). Направление, с которого дует ветер, выражается в градусах (°). Север обозначается как 0°, восток — как 90°, юг — как 180°, запад — как 270°.

Направление ветра не вычисляется, если его скорость становится менее 0,05 м/с. В этом случае последнее вычисленное направление ветра останется неизменным до тех пор, пока скорость ветра не превысит 0,05 м/с.

Средние значения скорости и направления ветра вычисляются как средние скалярные величины из всех значений за выбранное время усреднения (1 ... 3600 с) с возможностью выбора периодичности обновления. Объем выборки зависит от выбранной частоты опроса: 4 Гц (по умолчанию), 2 Гц или 1 Гц. Минимальные и максимальные значения скорости и направления ветра соответствуют экстремумам за выбранное время усреднения.

Пользователь может выбрать один из 2 способов вычисления экстремальных значений скорости ветра:

  • Стандартный расчет минимального и максимального значения
  • Трехсекундное время усреднения измерений для компенсации порывов и затишья, рекомендованное Всемирной метеорологической организацией (ВМО). При таком способе расчета самые высокие и самые низкие значения скорости ветра (обновляемые раз в секунду) за 3-секундное время усреднения заменяют максимальные и минимальные средние значения в сообщениях о скорости ветра, в то время как расхождение направления ветра рассчитывается, как обычно.

Метеостанция непрерывно контролирует качество сигналов измерения параметров ветра. Если метеостанция обнаруживает низкое качество сигнала, измеренные параметры ветра отмечаются как недопустимые. Если количество недопустимых значений будет более 50 %, все отсутствующие данные будут заменены на последние допустимые значения. В протоколе SDI-12 недопустимые значения заменяются нулями.