【TZ-QC5】山東天澤環(huán)境廠(chǎng)家海納百川,盡攬風(fēng)流創(chuàng)無(wú)止境,鑫為動(dòng)力。

　　農(nóng)業(yè)小型氣象站的風(fēng)速測(cè)量主要采用機(jī)械旋轉(zhuǎn)式與超聲波式兩種原理，兩種原理各有特點(diǎn)，適用于不同農(nóng)業(yè)場(chǎng)景，核心是通過(guò)捕捉氣流運(yùn)動(dòng)對(duì)測(cè)量元件的作用，將物理運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為可量化的電信號(hào)，最終計(jì)算得出風(fēng)速數(shù)值。

　　機(jī)械旋轉(zhuǎn)式原理是農(nóng)業(yè)場(chǎng)景中應(yīng)用廣泛的方式，核心部件為三杯式風(fēng)速傳感器。傳感器由三個(gè)對(duì)稱(chēng)安裝的輕質(zhì)金屬杯(通常為鋁合金材質(zhì)，重量輕、耐腐蝕)、旋轉(zhuǎn)軸、角度傳感器或霍爾元件組成。當(dāng)氣流作用于風(fēng)杯時(shí)，因風(fēng)杯凹面與凸面受到的氣流壓力不同，產(chǎn)生力矩差推動(dòng)風(fēng)杯繞旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，風(fēng)速越大，風(fēng)杯旋轉(zhuǎn)速度越快。旋轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)角度傳感器或霍爾元件轉(zhuǎn)動(dòng)，角度傳感器通過(guò)檢測(cè)旋轉(zhuǎn)角度變化輸出脈沖信號(hào)，霍爾元件則通過(guò)磁場(chǎng)變化產(chǎn)生周期性電信號(hào)，信號(hào)頻率與風(fēng)杯旋轉(zhuǎn)速度成正比。氣象站的數(shù)據(jù)采集器接收脈沖信號(hào)后，根據(jù)預(yù)設(shè)的換算公式(通常通過(guò)校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)得出，如每轉(zhuǎn)一圈對(duì)應(yīng) 0.3 米的風(fēng)程)，將信號(hào)頻率轉(zhuǎn)化為實(shí)際風(fēng)速值，測(cè)量范圍通常為 0-30m/s，精度 ±0.5m/s，滿(mǎn)足農(nóng)業(yè)對(duì)風(fēng)速監(jiān)測(cè)的基本需求。

　　這種原理的優(yōu)勢(shì)在于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低、穩(wěn)定性強(qiáng)，適應(yīng)農(nóng)田多粉塵、高濕度的環(huán)境，維護(hù)方便，僅需定期清理風(fēng)杯上的灰塵、蛛網(wǎng)，檢查旋轉(zhuǎn)軸是否卡頓即可。例如在小麥種植區(qū)，通過(guò)機(jī)械旋轉(zhuǎn)式風(fēng)速傳感器監(jiān)測(cè)田間風(fēng)速，當(dāng)風(fēng)速超過(guò) 10m/s 時(shí)，及時(shí)預(yù)警可能出現(xiàn)的倒伏風(fēng)險(xiǎn)，提醒農(nóng)戶(hù)提前采取加固措施;在果園中，監(jiān)測(cè)到風(fēng)速大于 5m/s 時(shí)，暫停果園噴藥作業(yè)，避免藥液被風(fēng)吹散，提高農(nóng)藥利用率。

　　超聲波式原理則通過(guò)檢測(cè)超聲波在氣流中的傳播時(shí)間差計(jì)算風(fēng)速，核心部件為兩個(gè)相對(duì)安裝的超聲波探頭(發(fā)射器與接收器)。在無(wú)風(fēng)環(huán)境下，超聲波從發(fā)射器傳播到接收器的時(shí)間固定;當(dāng)有氣流流動(dòng)時(shí)，順著氣流方向的超聲波傳播速度加快，傳播時(shí)間縮短，逆著氣流方向的傳播速度減慢，傳播時(shí)間延長(zhǎng)。通過(guò)測(cè)量?jī)煞N方向上的傳播時(shí)間差，結(jié)合探頭間距與空氣溫度(溫度影響聲速，需同步采集溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行校準(zhǔn))，利用公式 V=(L2/(2T?) - L2/(2T?))(其中 L 為探頭間距，T?、T?為順、逆氣流傳播時(shí)間)計(jì)算得出風(fēng)速。超聲波式測(cè)量范圍更廣(0-60m/s)，精度更高(±0.1m/s)，且無(wú)機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部件，免維護(hù)，適合長(zhǎng)期無(wú)人值守的農(nóng)田。

　　在高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田或智慧農(nóng)業(yè)園區(qū)，常采用超聲波式風(fēng)速傳感器，如在水稻種植區(qū)，通過(guò)高精度風(fēng)速數(shù)據(jù)，結(jié)合濕度、溫度數(shù)據(jù)，更精準(zhǔn)地計(jì)算作物蒸騰量，指導(dǎo)灌溉量調(diào)整;在設(shè)施農(nóng)業(yè)中，超聲波傳感器可安裝在溫室頂部，監(jiān)測(cè)室外風(fēng)速，當(dāng)風(fēng)速超過(guò) 8m/s 時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉溫室通風(fēng)口，防止強(qiáng)風(fēng)損壞溫室薄膜。