超声波风速风向传感器的原理与地下矿井中的应用

风速传感器，是将空气的流动速度变量转换成有一定对应关系的输出信号的传感器装置。
目前，在各行各业，用来测量风的方向和大小的风向传感器和风速传感器，得到了广泛的应用。虽然风向传感器和风速传感器是两种完全独立的传感器，但大多数情况下，这两种传感器是整合在同一测量设备中，通过综合处理数据信息，共同发挥作用

矿井环境监测中的风速风向传感器
在煤矿作业的巷道环境中，风速和风向的测量是非常重要的，其决定了矿工作业的巷道内氧气是否充足，也会影响到瓦斯、一氧化碳等有毒有害气体的积聚程度。

安装在矿井中的通风设备往往型号不一，而且工作功率也有着较大的差别，所以需要使用风速传感器设备对各个通风道的风速值进行监测，防止某个位置的通风率过低而出现有害气体浓度过高的现象。

另外，煤矿中的甲烷、一氧化碳、瓦斯等有害气体在掘进面出现的概率*大，甚至有些地下形成的“气室”中就存在有害气体，因此煤矿中需要在每个位置都安装风速风向传感器并连接通风设备。

为确保各大、中、小型煤矿生产工作**的进行，根据相关规定，在矿井采掘工作面进风的分风口、采区进风、一翼进风、总进风巷道，都应设置风速风向传感器设备。在设置传感器时，需注意将风速风向传感器放置到准确的朝向，同时进行加固处理，方能精准检测风速和风向。

超声波风速风向传感器的原理与应用
在地下矿山通风系统中，风速风向传感器用于监测井下风速风向的实时变化情况。当监测数据高于上限报警值或低于下限报警值时，可发出声光报警，便于通风人员及时分析井下风量是否充足、风流是否稳定，从而确认通风系统是否稳定。

在风速风向测量中，监测较为**的常用传感器，是超声波风速风向传感器，超声波风速风向传感器具备低成本、高精度、高稳定性的优点。

超声波风速传感器的原理，简单来说就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，如果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**的风速和风向。声波在空气中传播时，它的速度受温度的影响很大，风速仪同时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忽略不计。

超声波风速传感器没有机械转动部件，不存在机械磨损、阻塞、冰冻等问题，同时也没有机械惯性，可捕捉瞬时的风速变化，也可记录*大风速。

超声波风速风向变送器可以同时测量风速和风向的瞬时数值，采用随机误差识别技术，大风情况下也可保证测量的低离散误差，保证输出数据更平稳；标准ModBus-RTU通信协议，通信地址及波特率可设置，*远通信距离2000米，可以与电脑、数据采集或其它具有RS485输出的采集设备连用。