EC-A2型超声风速风向仪
一、概述
EC-A2型超声风速风向仪是对传统风杯/风向标/螺旋桨风速风向传感器的替代产品。它揉合了的超声波制造的专业技术，是基于现有的、高度成功的、实践证明的超声波技术。适用于陆地和海洋环境。有别于传统易损坏的风杯/风向标/螺旋桨风速风向传感器，超声波风速风向仪质量轻，其坚固的高强度结构设计在安装和使用时无需担心损坏。
此外，无需昂贵的现场校准或维护，以及其抗腐蚀的外表面，使得它成为真正的安装后""的设备。超声波风速风向仪设计灵活，有数字输出和模拟输出功能。
二、基本原理
EC-A2型超声风速风向仪的工作原理是利用超声波时差法来实现风速的测量。声音在空气中的传播速度，会和风向上的气流速度叠加。若超声波的传播方向与风向相同，它的速度会加快；反之，若超声波的传播方向若与风向相反，它的速度会变慢。因此，在固定的检测条件下，超声波在空气中传播的速度可以和风速函数对应。通过计算即可得到精确的风速和风向。由于声波在空气中传播时，它的速度受温度的影响很大；本风速仪检测两个通道上的两个相反方向，因此温度对声波速度产生的影响可以忽略不计。
它具有重量轻、没有任何移动部件、坚固耐用的特点，而且不需维护和现场校准，能同时输出风速和风向。 客户可根据需要选择风速单位、输出频率及输出格式。也可根据需要选择加热装置（在冰冷环境下推荐使用）或模拟输出。可以与电脑、数据采集器或其它具有RS485或模拟输出相符合的采集设备连用。如果需要，也可以多台组成一个网络进行使用。
EC-A2 型超声波风速风向仪是一种较为的测量风速风向的仪器。 由于它很好地克服了机械式风速风向仪固有的缺陷， 因而能全天候地、 长久地正常工作，越来越广泛地得到使用。它将是机械式风速仪的强有力替代品。
三、典型应用
1、城市环境监测
2、风力发电
3、气象监测
4、桥梁 隧道
5、航海船舶
6、航空机场
四、产品特点
1、无启动风速限制，0风起工作，适合室内微风的测量，无角度限制(360 °)，同时获得风速、风向的数据；
2、可全天候工作，不受暴雨、冰雪、霜冻天气的影响；
3、测量精度高；性能稳定；低功耗不需校准；
4、结构坚固，仪器抗腐蚀性强，在安装和使用时无需担心损坏；
5、设计灵活，轻巧，携带轻便，安装、拆卸容易；
6、信号接入方便，同时提供数字和模拟两种信号；
7、不需维护和现场校准， 真正的0～360°工作 ()。
五、技术指标
| 风速 | |
|---|---|
| 测量范围 | 0～60m/s |
| 准确性 | ±0.2m/s |
| 分辨率 | 0.01m/s |
| 风向 | |
| 测量范围 | 0～360° |
| 准确性 | ±2° |
| 分辨率 | 1° |
| 普通参数 | |
| 尺寸（宽×高） | 400mm×265mm |
| 重量 | 2.5kg |
| 材料 | 不锈钢（316L） |
| 防护等级 | IP66 |
| 工作温度 | -40℃～+70℃ |
| 工作湿度 | 5%RH～99%RH |
| 防冰冻 | 参照MILSTD810E |
| 防腐蚀 | 三个月的盐雾、冷凝试验后无腐蚀 |
| 防沙尘 | 参照MILSTD810E |
| EMC | IEC61000-4-5 |
| 电源 | 工 作电 源：DC 24V 60mA 加热器电源：DC 24V 5A |
| 平均时间MTBF | 20年 |
| 输出信号 | |
| 数字信号 | RS 485 |
| 波特率 | 9600 |
| 模拟信号 | 4～20mA |
| 输出频率 | 15次/s |
| 其他 | |
| 安装方式 | 见机械装置图 |
| 连接方式 | 八芯接插件 |
六、安装
EC-A2型超声风速风向仪以的性能，能够满足甚至超过它所列出的各项规格说明，能够在世界各地各种环境下使用。在仪器最终安装之前，请勿打开仪器包装箱，已避免意外损坏。
6.1 对安装地点的选择：
1、不要把仪器安装在靠近高能雷达或无线发射器的旁边。进行现场勘测，以确定当地的电子干扰。不要与任何雷达扫描装置在一个平面上安装，至少应该保持2m以上的距离。
2、建议和周围一些无线电接受天线保持如下距离：
VHF IMM- 1m
MF/HF- 5m
Satcom- 5m
3、避免周围建筑物比如树、电线杆、高楼等这些可能会影响到气流或产生紊乱的装置，这可能对测量精度产生影响。安装在盛行风的一侧。
4、按照世界气象组织（WMO）给出的建议：风速仪安装标准：在开阔地区超过地面 10米以上。开阔地区的定义是风速仪和任何障碍物之间的距离是障碍物高度的10倍以上。
6.2 安装注意事项：
1、确保EC-A2超声波风速风向仪根据用户手册正确接地；
2、确保线缆长度低于线缆长度限制，如果线缆割断后又没有正确的连接，或者线缆屏蔽线没有很好维护，EMC（电磁兼容性）可能会降低。
3、不需要创建接地回路，根据安装指导说明进行接线。
4、保证仪器在运行中的持续电源供应。
6.3 线缆：
6.3.1对线缆的要求：
a.为确保传输的信号不受外界的干扰，线缆必须加屏蔽，PVC外套，导线大小要求为 (24AWG) ，如果仪器有加热装置。加热电源导线大小要求为(18AWG)
b.在使用推荐线缆、波特率9600下，线缆长度不能超过1km。
6.3.2重要提示：
a.不要把线缆中的任何导线相互连接在一起，以免对仪器造成损害。裸露的导线必须屏蔽起来， 不要把仪器0V、 加热、 模拟输出0V或数字输出Data-连接到一块或接地。
b.终端盒到主机系统的线缆类型必须符合如上规格。 必须给线缆开出合适的管道或电缆槽，以避免机械装置对线缆的伤害。必须使用束线夹或束线带对线缆进行固定，以减少线缆对连接头的拉扯。
6.4接地
为了正确操作，限度避免雷电损害，EC-A2必须通过安装管正确接地。不接地将会降低EC-A2的性能，尤其在电磁干扰比较严重的地方。接地导线通过底部的M6螺孔与仪器连接，导线截面积最小6mm²。
6.5 电源供应
主体所需电源：
电压：24V DC
电流：60mA
加热：加热装置需要单独的电源供应24V DC±10% 5A
6.6 机械装置
6.6A. EC-A2型超声波风速风向仪的结构
6.6.1仪器的固定
用户可根据实际需要，灵活地选择安装方式。但必须保证仪器垂直放置，固定牢固。仪器固定底座尺寸如下图所示：
6.6.2方向的确定
仪器顶部标有指示箭头（如上图所示），箭头"N"相对应于仪器的0°/u30456X位。在安装过程中，必须用精密的方向测定仪器先测定某个固定方向，"零位"指示箭头依据这个方向来确定仪器的安装方位。通常选择指北安装（或者指向其它方向安装），然后固定好仪器。
6.7接线说明
6.7.1 接线表
| 插芯编号 | 信号 | 备注 |
|---|---|---|
| 1 | RS485＋ | |
| 2 | RS485－ | |
| 3 | 电源 | 12～30V DC |
| 4 | 地 | |
| 5 | 空 |
6.7.2 接线图
七、信号输出
7.1 RS485 数字输出
波特率固定为 9600bit/s
当使用模拟输出时，我们建议使用一个低通过滤器来降低噪声。 模拟信号如果在没有保护的情况下， 容易被外部信号干扰。 仪器每一根信号线都有屏蔽物进行保护。
7.2 模拟 4～20mA 电流输出(配变送器)
信号量程与测量量程的对应 风速：4～20mA 对应 0～60m/s
风向： 4～20mA 对应 0～360 °
重要提示： 使用电流信号输出， 每一通道上的输出阻抗都必须低于400 欧姆，包括导线电阻。
7.3 电压输出
在需要电压输出的场合， 需要把电流信号转换为电压信号， 一个精密电阻就可以完成转换，转换电阻的不确定度要求为0.1%，电阻值不大于250 欧姆。转换电阻的选择：
如果要求输出的信号为 1～5V，那么电阻值为 250 欧姆；
如果要求输出的信号为 0.8～4V，那么电阻值为 200 欧姆；
如果要求输出的信号为 0.5～2.5V，那么电阻值为 125 欧姆；
如果要求输出的信号为 0.2～2V，那么电阻值为 100 欧姆。
八、维护与故障检测
8.1 清洁
如果仪器上沉积有灰尘， 可以用沾有软性清洁剂的布轻轻擦洗 （不能使用有溶解性的试剂），避免划破仪器的表面。如果仪器表面堆积有雪或冰，应等其慢慢自然溶化，千万不能使用工具强行除去。经常检查，确保测风仪不被其他正在运行的设备所干扰，这些设备可能不是遵循通用标准，比如无线电/雷达发射装置、轮船引擎、发电机等。
8.2 服务仪器没有任何移动部件，不需要进行日常维护。如果用户自行打开仪器或者损坏上面的安全封印，将不再享有我们的质量保证及校准。我们的承诺：一年保修，终身维护！
8.3 故障检测
| 现象 | 解决方法 |
|---|---|
| 没有输出 | 检查DC电源、连接线缆、连接器； 检查仪器的通讯设置、主机系统，修改正确的端口设置； 检查串联通讯装置接线是否正确； 请注意：风速仪TX+一般连接大转换器的RX+。 |
| 数据输出错误 | 检查主机通讯设置； 检查线缆长度以及导线类型。 |
| 单项通讯 | 检查接线是否和操作说明上的一致。 |
| 失败或错误的数据输出，数据显示异常 | 检查超声波发射和接收传感器是否被堵塞。 |
九、附录
| 风级 风速风压对照表 （机构与结构设计参考） | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Wind scale and Wind speed，Wind force list (for designed) | ||||||
| 风级 | 名称 | 风速 | 风压W0=V2/16（kg/㎡)，10N/㎡ | 陆地地面物体征象 | 海面状态 | |
| km/h | （m/s） | |||||
| 0 | 无风 | <1 | 0～0.2 | 0～0.0025 | 静 | 静 |
| 1 | 软风 | 1～5 | 0.3～1.5 | 0.0056～0.014 | 烟能表示方向，但风向标不动 | 微波 |
| 2 | 轻风 | 6～11 | 1.6～3.3 | 0.016～0.68 | 人面感觉有风，风向标转动 | 小波 |
| 3 | 微风 | 12～19 | 3.4～5.4 | 0.72～1.82 | 树叶及微枝摇动不息，旌旗展开 | 小波 |
| 4 | 和风 | 20～28 | 5.5～7.9 | 1.89～3.9 | 能吹起地面纸张与灰尘 | 轻浪 |
| 5 | 清风 | 29～38 | 8.0～10.7 | 4～7.16 | 有叶的小树摇摆 | 中浪 |
| 6 | 强风 | 39～49 | 10.8～13.8 | 7.29～11.9 | 小树枝摇动，电线呼呼响 | 大浪 |
| 7 | 疾风 | 50～61 | 13.9～17.1 | 12.08～18.28 | 全树摇动，迎风步行不便 | 巨浪 |
| 8 | 大风 | 62～74 | 17.2～20.7 | 18.49～26.78 | 微枝折毁，人向前行阻力甚大 | 狂浪 |
| 9 | 烈风 | 75～88 | 20.8～24.4 | 27.04～37.21 | 建筑物有小损 | 狂涛 |
| 10 | 狂风 | 89～102 | 24.5～28.4 | 37.52～50.41 | 可拔起树来，损坏建筑物 | 狂涛 |
| 11 | 暴风 | 103～117 | 28.5～32.6 | 50.77～66.42 | 陆上少见，有则必有广泛破坏 | 狂涛 |
| 12 | 飓风 | >117 | 32.7～36.9 | 66.42～85.1 | 陆上极少见,摧毁力极大 | 海浪滔天 |
| 37.0～41.4 | ||||||
| 41.5～46.1 | ||||||
| 46.2～50.9 | ||||||
| 51.0～56.0 | ||||||
| 56.1～61.2 | ||||||
