风向传感器简介

构造

风向传感器由 风杯、传感器主体、电路模块、传输电缆等装置构成。

风向传感器的风杯通常由高耐候性、高强度、防腐蚀和防水金属制造；传感器主体一般使用铝镁合金成形，内 部电路经过喷涂三防漆处理，可适应恶劣环境；电路模块具有极可靠的抗电磁干扰能力和高低电压保护能力，可确保主机在-20℃～60℃，湿度10%～95%的环境中正常工作。

基本原理

光电式风向传感器的核心采用绝对式格雷码盘编码（四位格雷码或七位格雷码），利用光电信号转换原理，可以准确的输出相对应的风向信息；电压式风向传感器的核心采用精密导电塑料传感器，通过电压信号输出相对应的风向信息；电子罗盘式风向传感器的核心采用电子罗盘定位绝对方向，通过RS485接口输出风向信息。

特点

1.体积小、重量轻，便于野外携带和组装。

2.系统采用低功耗环保节能设计和数字处理技术，检测精度高。

3.量程宽，稳定性好。

4.数据信息显示线性度高，信号传输距离长，抗外界干扰能力强。

5.结构设计合理，可准确定位。

注意事项

1.不得自行拆卸，更不能触碰传感器芯体，以免造成产品的损坏。

2.尽量远离大功率干扰设备，以免造成测量的不准确，如变频器、电机等，安装、拆卸变送器时必须先断开电源，变送器内有水进入可导致不可逆转变化。

3.防止化学试剂、油、粉尘等直接侵害传感器，勿在结露、极限温度环境下长期使用、严防冷热冲击。

风力发电机组控制系统中的传感器

风机设备的测量部分主要为各类传感器。传感器负责监测对象状态数据，如风速、风向、温度、转速、角度、振动及部分开关位置信号等。

1）风速仪和风向标

风速传感器的感应元件是三风杯组件，由三个碳纤维 杯和杯架组成。转换器为多齿转杯和狭缝光耦。当风杯受水平风力作用而旋转时，通过活轴转杯在狭缝光耦中的转动，输出频率的信号。

风向传感器的变换器为码盘和光电组件。当风标随风向变化而转动时，通过轴带动码盘在光电组件缝隙中转动。产生的光电信号对应当时风向的格雷码输出。传感器的变换器采用精密导电塑料电位器，从而在电位器的活动端产生变化的电阻信号输出。

2) 风速计和风向标加热元件

风向标和风速计都有加热系统，以防它们的电子元件受冻。

加热系统包括两个串联的外部加热元件。一个元件连接到风向标的底座，另一个元件连接到风速计的底座，加热系统还有一位于桅杆内并与之直接接触的外部PT。

3)温度传感器PT100

PT100 传感器是可变电阻器，随着温度的增加电阻器的阻值增加。Pt100 传感器是利用铂电阻的阻值随温度变化而变化、并呈一定函数关系的特性来进行测温。如表8-15所示：

4)转速传感器

接近式开关转速传感器分为电感式与电容式，其工作原理是金属物体与传感器间的距离变化，改变了其电感或电容值；安装在风力机组的低速轴和高速轴附近，感受金属物体的距离，发出相应的脉冲数。

5）编码器

增量型编码器 (旋转型)工作原理为由一个中心有轴的光电码盘，其上有环形通、暗的刻线，有光电发射和接收器件读取,获得四组正弦波信号组合成A、B、C、D,每个正弦波相差90度相位差（相对于一个周波为360度），将C、D信号反向，叠加在A、B 两相上，可增强稳定信号；另每转输出一个Z 相脉冲以代表零位参考位。由于A、B 两相相差90 度，可通过比较A 相在前还是B 相在前，以判别编码器的正转与反转，通过零位脉冲，可获得编码器的零位参考位。

6）位移传感器

位移传感器（桨叶角度）是一种磁致收缩位置传感器，变桨角度的位置通过长度的线性测量得到。测量长度通过在保护管内部波导管内传输的电流脉冲完成。

7） 偏航传感器

偏航传感器上有四个凸轮，它们可与四个微型开关连接/断开。它们一起共同测量绞缆的次数。偏航传感器还内置了一个用来测量机舱位置的装置。

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