FC-09G風(fēng)速風(fēng)向儀是一款利用超聲波在空氣中傳播時(shí)間差來測(cè)量風(fēng)速以及風(fēng)向的測(cè)量?jī)x器。其內(nèi)部自帶的加熱裝置可以在嚴(yán)冬下保證儀器正常工作，多樣的輸出方式選擇可以滿足不同的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，令用戶操作使用更簡(jiǎn)潔方便。
與傳統(tǒng)的機(jī)械式風(fēng)速風(fēng)向儀的磨損較快，維護(hù)繁瑣比較，超聲波風(fēng)速風(fēng)向儀的優(yōu)勢(shì)在于：
●無移動(dòng)部件，磨損?。?/span>
●維護(hù)少，使用壽命長(zhǎng)；
●響應(yīng)速度快；
與目前國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)的超聲波風(fēng)速風(fēng)向儀相比較，F(xiàn)C-09G對(duì)超聲波的檢測(cè)采用全數(shù)字式信號(hào)處理方案。
雖然傳統(tǒng)的模擬信號(hào)檢測(cè)方式比數(shù)字式信號(hào)檢測(cè)方式響應(yīng)速度快，成本低，但此方式對(duì)器件的穩(wěn)定性，外界的環(huán)境要求很高，難以實(shí)現(xiàn)高性能檢測(cè)。而風(fēng)速與風(fēng)向的測(cè)量對(duì)儀器響應(yīng)速度要求不高，但使用環(huán)境范圍廣泛，因此FC-09G選用全數(shù)字式信號(hào)處理方式，更加精準(zhǔn)智能。
其優(yōu)點(diǎn)在于：
●采用聲波相位補(bǔ)償技術(shù)，更高；
●采用隨機(jī)誤差識(shí)別技術(shù)，大風(fēng)下也可保證測(cè)量的低離散誤差，使輸出更平穩(wěn)；
●針對(duì)細(xì)雨，濃霧天氣的測(cè)量補(bǔ)償技術(shù)，具有更強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)力；
●數(shù)字濾波技術(shù)，抗電磁干擾能力更強(qiáng)；
1產(chǎn)品介紹
FC-09G是一款全數(shù)字化信號(hào)檢測(cè)，高，可自動(dòng)加熱除冰雪超聲波風(fēng)速風(fēng)向儀。它可以同時(shí)進(jìn)行風(fēng)速，風(fēng)向和聲學(xué)溫度的實(shí)時(shí)測(cè)量。
設(shè)備由8針的防水航空插頭連接。
測(cè)量值可以由以下幾種方式輸出:
-RS485/RS422通信方式;
○ NMEA0813協(xié)議;
○ Modbus-RTL協(xié)議;
-模擬輸出方式
○ 風(fēng)速風(fēng)向皆為4-20mA電流輸出;
○ 風(fēng)速2-500Hz 脈沖輸出，風(fēng)向4-20mA電流輸出;
1.1 風(fēng)速風(fēng)向測(cè)量
超聲波風(fēng)速風(fēng)向儀使用四個(gè)超聲波探頭在二維平面內(nèi)循環(huán)發(fā)送和接收超聲波,通過超聲波在空氣中傳播的時(shí)差來測(cè)量風(fēng)速和風(fēng)向。
1.2 聲學(xué)溫度測(cè)量
風(fēng)速風(fēng)向儀可以通過超聲波在空氣中的傳播時(shí)間來計(jì)算風(fēng)速，進(jìn)而通過空氣中聲速和溫度的物理關(guān)系來計(jì)算出空氣的溫度。
1.3 自動(dòng)除雪化冰功能
為防止冬天室外風(fēng)速風(fēng)向測(cè)量造成超聲波探頭的凍結(jié)，以至影響測(cè)量，甚至造成儀器嚴(yán)重?fù)p害，在探頭內(nèi)部安裝了可以自動(dòng)加熱的裝置，使儀器在嚴(yán)寒下仍可正常使用。
2 數(shù)據(jù)輸出
系統(tǒng)輸出風(fēng)速，風(fēng)向和溫度的頻率都同步為1—10Hz可調(diào)節(jié)。輸出結(jié)果為此段時(shí)間風(fēng)速，風(fēng)向和溫度的平均值，因此輸出頻率設(shè)定越高，則測(cè)量值的高頻量越多，標(biāo)準(zhǔn)差也越大；反之輸出頻率設(shè)定越低，則測(cè)量的就越高。因此若測(cè)量低風(fēng)速的風(fēng)（20m/s以下），空氣流動(dòng)平穩(wěn)多為層流，建議可設(shè)定為較高輸出頻率。而如果測(cè)量范圍在較高的風(fēng)速下（20m/s—60m/s），空氣流動(dòng)不平穩(wěn)，湍流和渦旋明顯增多，則建議設(shè)定在低輸出頻率，以增加測(cè)量的。
3 儀器安裝
3.1 安裝固定
儀器由四枚內(nèi)六角螺釘固定并鎖緊。
安裝時(shí)候需要注意保證儀器放置水平，并且指向標(biāo)指向正北方向。
3.2 安裝地點(diǎn)選取
為使空氣流動(dòng)的順暢，以保證風(fēng)速風(fēng)向測(cè)量的，儀器選址安裝時(shí)應(yīng)盡量遠(yuǎn)離高大建筑，樹木等障礙物。
注：FC-09G具有獨(dú)特的算法對(duì)電磁干擾就行糾正，因此抗電磁干擾能力好，可以在較強(qiáng)的輻射源下正常工作。甚至在天線及雷達(dá)附近也可正確測(cè)量數(shù)據(jù)。但仍然建議不要在強(qiáng)電磁干擾下使用儀器，以減小其對(duì)儀器造成不良影響的可能性。
3.3 接地
為避免雷擊，輻射的高壓靜電損壞儀器或傷人，儀器必須正確接地。接地時(shí)應(yīng)將電纜屏蔽線與大地相連。
4 儀器連接
風(fēng)速風(fēng)向儀底部有一個(gè)8腳防水插頭，用以通過屏蔽電纜線連接外部電源和通信接口。管腳功能分布如下：
串行接口，全雙工 | 線纜連接孔端視圖 | ||
引腳名稱 | 引腳分配 | 引腳功能 | |
1 | RXD- | 串行接口 |  |
2 | TXD- | 串行接口 | |
3 | NC | 不連接 | |
4 | RXD+ | 串行接口 | |
5 | TXD+ | 串行接口 | |
6 | AGND | 模擬地 | |
7 | DC- | 電源負(fù)端 | |
8 | DC+ | 電源正端 | |
| Shield | 機(jī)殼地 | |
串行接口，半雙工，模擬輸出 | 線纜連接孔端視圖 | ||
引腳名稱 | 引腳分配 | 引腳功能 | |
1 | WS | 風(fēng)速模擬輸出 |  |
2 | TXD-/RXD- | 串行接口 | |
3 | NC | 不連接 | |
4 | WD | 風(fēng)向模擬輸出 | |
5 | TXD+/RXD+ | 串行接口 | |
6 | AGND | 模擬地 | |
7 | DC- | 電源負(fù)端 | |
8 | DC+ | 電源正端 | |
| Shield | 機(jī)殼地 | |
圖4.1 引腳接口圖
4.1 供電電源
供給超聲波風(fēng)速風(fēng)向儀的電源為24V±20%，并且此電源應(yīng)具有較小的紋波電壓。
4.2 模擬輸出接口電路
兩個(gè)模擬輸出接口可以提供模擬信號(hào)的輸出。
引腳1可以以4-20mA電流值的方式表示風(fēng)速值0-50m/s，也可以以2-500Hz 頻率脈沖波形式輸出0-50m/s風(fēng)速值。以何種方式輸出需要根據(jù)客戶要求訂制。
如果以電流模式為輸出方式，則負(fù)載電阻為300Ω。
5 FC-09G Monitor監(jiān)控軟件
FC-09G Monitor軟件用于設(shè)置與監(jiān)視超聲波風(fēng)速儀的PC機(jī)上位軟件，該軟件可以用于監(jiān)測(cè)FC-09G風(fēng)速風(fēng)向儀的數(shù)據(jù)，并記錄于PC硬盤上。
5.1 軟件安裝
CD-UA09 Monitor監(jiān)控軟件通過CD-ROM發(fā)布，可以運(yùn)行于Windows2000和Windows XP操作系統(tǒng)。在PC端的安裝通過點(diǎn)擊setup.exe并根據(jù)提示完成整個(gè)安裝。如圖5.1所示，軟件安裝后需要重啟計(jì)算機(jī)。
5.2 軟件運(yùn)行
FC-09G Monitor安裝結(jié)束后，通過點(diǎn)擊 開始->所有程序-> FC-09G Monitor啟動(dòng)軟件。啟動(dòng)后運(yùn)行界面如圖5.2所示。
此軟件可以對(duì)設(shè)備的一些參數(shù)進(jìn)行寫入設(shè)置?？梢耘渲玫膬?nèi)容包括儀器的modbus從設(shè)備編號(hào)，通信協(xié)議設(shè)置和通信方式設(shè)置。配置設(shè)備由軟件工具欄的“設(shè)置->配置設(shè)備”進(jìn)入。配置設(shè)備的界面如圖5.3所示。
“更改從設(shè)備編號(hào)”為需要變更的設(shè)備編號(hào)，編號(hào)范圍為1—247。設(shè)備出廠編號(hào)為1。
“通信協(xié)議設(shè)置”是配置設(shè)備的輸出通信協(xié)議?？蛇x擇Modbus和NMEA兩種。出廠設(shè)置為modbus。
“通信方式設(shè)置”是配置設(shè)備的通信方式，可選擇為RS485與RS422。當(dāng)儀器為RS422時(shí)候，電流模擬輸出引腳變?yōu)镽S422輸出腳，模擬輸出不再有效。 出廠設(shè)置為RS485。
配置選項(xiàng)設(shè)定后，點(diǎn)擊“配置”完成配置設(shè)備。設(shè)備配置完成后需要斷電重啟設(shè)備，所設(shè)定的新配置參數(shù)才會(huì)寫入到設(shè)備中生效。
5.2.2 通信設(shè)置
軟件啟動(dòng)后，需要首先進(jìn)行軟件通信設(shè)置。確定串口名稱，通信協(xié)議，采樣時(shí)間。如果使用的是Modbus協(xié)議，還需設(shè)置所通信儀器的設(shè)備編號(hào)。通信設(shè)置由軟件工具欄中的“設(shè)置->通信設(shè)置”進(jìn)入。通信設(shè)置界面如圖5.4所示。
5.2.3 數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)
通信設(shè)置成功后，點(diǎn)擊軟件主面板上的“連接儀器”按鍵，搜索與電腦連接的儀器。如果儀器連接成功，連接狀態(tài)燈變?yōu)榫G色。
儀器連接后點(diǎn)擊“運(yùn)行”按鍵，指示燈變?yōu)榧t色，此時(shí)“運(yùn)行”按鍵變?yōu)椤巴Ｖ埂卑存I，軟件進(jìn)入對(duì)數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)狀態(tài)。
若需要暫停對(duì)數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)，則點(diǎn)擊“停止”按鍵，則紅色指示燈關(guān)閉，數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)停止。如圖5.4所示。
5.2.4 通信報(bào)警
在儀器監(jiān)測(cè)過程中，若干擾較為嚴(yán)重則通信校驗(yàn)會(huì)出錯(cuò)，此時(shí)將出現(xiàn)通信報(bào)警，軟件主面板上的通信報(bào)警指示燈將點(diǎn)亮為黃色。若硬件連接中斷，則會(huì)發(fā)出連接報(bào)警，此時(shí)連接報(bào)警指示燈點(diǎn)亮為黃色，如圖5.5所示。
5.2.5 文件保存
FC-09G Monitor軟件可以自動(dòng)將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)保存于電腦硬盤當(dāng)中，以備使用者后續(xù)處理。單擊工具欄中的“文件->保存”進(jìn)入保存界面。軟件默認(rèn)的保存路徑為安裝路徑下的SaveData文件夾，用戶也可以更改保存路徑。如圖5.6所示。單擊“保存”按鍵軟件則自動(dòng)保存風(fēng)速，風(fēng)向和溫度的數(shù)據(jù)為txt文件。文件名為“wind****”，其中****代表數(shù)據(jù)的月日時(shí)間。如果數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)時(shí)間較長(zhǎng)，則保存數(shù)據(jù)會(huì)每天建立一個(gè)文件，以備用戶查詢時(shí)間。
6技術(shù)指標(biāo)
6.1 操作電壓
儀器工作供電：24V±20% / 0.3A
儀器加熱供電：24V±20% / 10A
6.2 風(fēng)速
測(cè)量范圍：0—60m/s
：<=10m/s ：±0.2m/s
>10m/s ：<測(cè)量值的±2%
分辨率：NMEA 協(xié)議0.1 m/s
其他輸出方式 0.01m/s
6.3 風(fēng)向
測(cè)量范圍：0—360°
：±1°
分辨率：0.1°
6.4 聲學(xué)溫度
測(cè)量范圍：－40℃—60℃
：±2℃
分辨率: 0.1℃
6.5 輸出方式
模擬方式：4—20mA，0—20mA
數(shù)字方式：RS422，RS485
通信協(xié)議：NMEA0183·WIMWV
輸出頻率：1Hz~10Hz
6.6 使用環(huán)境
存儲(chǔ)溫度：－50℃—80℃
使用溫度：－40℃—60℃
防護(hù)等級(jí)：IP66
材料：鋁合金
7結(jié)構(gòu)尺寸
8產(chǎn)品附件
