FC-09G風(fēng)速風(fēng)向儀是一款利用超聲波在空氣中傳播時間差來測量風(fēng)速以及風(fēng)向的測量儀器。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)勢在于：

●無移動部件，磨損??；

●維護(hù)少，使用壽命長；

●響應(yīng)速度快；

與目前國內(nèi)外生產(chǎn)的超聲波風(fēng)速風(fēng)向儀相比較，F(xiàn)C-09G對超聲波的檢測采用全數(shù)字式信號處理方案。

雖然傳統(tǒng)的模擬信號檢測方式比數(shù)字式信號檢測方式響應(yīng)速度快，成本低，但此方式對器件的穩(wěn)定性，外界的環(huán)境要求很高，難以實(shí)現(xiàn)高性能檢測。而風(fēng)速與風(fēng)向的測量對儀器響應(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)誤差識別技術(shù)，大風(fēng)下也可保證測量的低離散誤差，使輸出更平穩(wěn)；

●針對細(xì)雨，濃霧天氣的測量補(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)字化信號檢測，高，可自動加熱除冰雪超聲波風(fēng)速風(fēng)向儀。它可以同時進(jìn)行風(fēng)速，風(fēng)向和聲學(xué)溫度的實(shí)時測量。

設(shè)備由8針的防水航空插頭連接。

測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)向測量

超聲波風(fēng)速風(fēng)向儀使用四個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差來測量風(fēng)速和風(fēng)向。

1.2 聲學(xué)溫度測量

風(fēng)速風(fēng)向儀可以通過超聲波在空氣中的傳播時間來計算風(fēng)速，進(jìn)而通過空氣中聲速和溫度的物理關(guān)系來計算出空氣的溫度。

1.3 自動除雪化冰功能

為防止冬天室外風(fēng)速風(fēng)向測量造成超聲波探頭的凍結(jié)，以至影響測量，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，則測量的就越高。因此若測量低風(fēng)速的風(fēng)（20m/s以下），空氣流動平穩(wěn)多為層流，建議可設(shè)定為較高輸出頻率。而如果測量范圍在較高的風(fēng)速下（20m/s—60m/s），空氣流動不平穩(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

為使空氣流動的順暢，以保證風(fēng)速風(fēng)向測量的，儀器選址安裝時應(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

兩個模擬輸出接口可以提供模擬信號的輸出。

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)提示完成整個安裝。如圖5.1所示，軟件安裝后需要重啟計算機(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啟動軟件。啟動后運(yùn)行界面如圖5.2所示。

此軟件可以對設(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，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”為需要變更的設(shè)備編號，編號范圍為1—247。設(shè)備出廠編號為1。

“通信協(xié)議設(shè)置”是配置設(shè)備的輸出通信協(xié)議。可選擇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)才會寫入到設(shè)備中生效。

5.2.2 通信設(shè)置

軟件啟動后，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。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

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“運(yùn)行”按鍵變?yōu)椤巴Ｖ埂卑存I，軟件進(jìn)入對數(shù)據(jù)的監(jiān)測狀態(tài)。

若需要暫停對數(shù)據(jù)的監(jiān)測，則點(diǎn)擊“停止”按鍵，則紅色指示燈關(guān)閉，數(shù)據(jù)監(jiān)測停止。如圖5.4所示。

5.2.4 通信報警

在儀器監(jiān)測過程中，若干擾較為嚴(yán)重則通信校驗(yàn)會出錯，此時將出現(xiàn)通信報警，軟件主面板上的通信報警指示燈將點(diǎn)亮為黃色。若硬件連接中斷，則會發(fā)出連接報警，此時連接報警指示燈點(diǎn)亮為黃色，如圖5.5所示。

5.2.5 文件保存

FC-09G Monitor軟件可以自動將監(jiān)測數(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)的月日時間。如果數(shù)據(jù)監(jiān)測時間較長，則保存數(shù)據(jù)會每天建立一個文件，以備用戶查詢時間。

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

測量范圍：0—60m/s

：<=10m/s ：±0.2m/s

      >10m/s ：<測量值的±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

測量范圍：0—360°

：±1°

分辨率：0.1°

6.4 聲學(xué)溫度

測量范圍：－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

存儲溫度：－50℃—80℃

使用溫度：－40℃—60℃

防護(hù)等級：IP66

材料：鋁合金

7結(jié)構(gòu)尺寸

8產(chǎn)品附件