Mi az a piezoelektromos érzékelő? Mi az a szélcsésze szélsebesség-érzékelő?
1. Az érzékelők bemutatása
A szenzor (angol nevén transzducer/sensor) egy olyan érzékelő eszköz, amely képes érzékelni a mért információt, és az érzékelt információt elektromos jelekké vagy más szükséges információkimeneti formákká alakítani bizonyos szabályok szerint, hogy megfeleljen az információtovábbítás, feldolgozás, tárolás követelményeinek. , kijelző, felvétel és vezérlés. A sokféle érzékelő miatt ebben a cikkben a szerkesztő csak a piezoelektromos érzékelőt és a szélcsésze szélsebesség-érzékelőt mutatja be.
2. Piezoelektromos érzékelő
Mindenekelőtt vessünk egy pillantást a piezoelektromos érzékelőkkel kapcsolatos releváns ismeretekre. A nyomásérzékelők a leggyakrabban használt érzékelők az ipari gyakorlatban, és az általunk általában használt nyomásérzékelők elsősorban piezoelektromos effektus felhasználásával készülnek. Az ilyen érzékelőket piezoelektromos érzékelőknek is nevezik.
A piezoelektromos érzékelőkben főként használt piezoelektromos anyagok közé tartozik a kvarc, a kálium-nátrium-tartarát és az ammónium-dihidrogén-foszfát. Közülük a kvarc (szilícium-dioxid) természetes kristály, és ebben a kristályban található a piezoelektromos hatás. Egy bizonyos hőmérsékleti tartományon belül a piezoelektromos tulajdonság mindig létezik, de amikor a hőmérséklet meghaladja ezt a tartományt, a piezoelektromos tulajdonság teljesen eltűnik (ez a magas hőmérséklet az ún. "Curie-pont"). Mivel az elektromos tér enyhén változik a feszültség változásával (vagyis a piezoelektromos együttható viszonylag alacsony), a kvarcot fokozatosan más piezoelektromos kristályok váltják fel. A kálium-nátrium-tartarát piezoelektromos érzékenységgel és piezoelektromos együtthatóval rendelkezik, de csak viszonylag alacsony szobahőmérsékletű és páratartalmú környezetben alkalmazható. Az ammónium-dihidrogén-foszfát mesterséges kristály, amely ellenáll a magas hőmérsékletnek és viszonylag magas páratartalomnak, ezért széles körben használják.
3. Szélcsésze szélsebesség-érzékelő
Miután megértette a piezoelektromos érzékelővel kapcsolatos ismereteket, vessünk egy pillantást a szélcsésze egyedi érzékelő tartalmára.
A szélcsésze szélsebesség-érzékelő egy nagyon elterjedt szélsebesség-érzékelő, amelyet először Robinson talált fel Angliában. Kínában a szélcsésze szélsebesség-érzékelőt széles körben használják. A szélcsésze szélsebesség-érzékelő érzékelő része három vagy négy kúpos vagy félgömb alakú üres csészéből áll. Az üreges csészehéj a háromágú csillag alakú konzolokra 120 fokban, vagy a kereszt alakú konzolokra 90 fokban van rögzítve egymással. A csészék homorú felületei egy irányban helyezkednek el, és a teljes keresztkar keret egy függőleges forgástengelyre van rögzítve.
Amikor a szél balról fúj, az 1 szélcsésze párhuzamos a szél iránnyal, és a szél nyomásának összetevőereje az 1 szélcsészére a szélcsésze tengelyére leginkább merőleges irányban megközelítőleg nulla. A 2. és 3. szélcsésze 60 fokos szögben metszi a szél irányát. A 2. szélcsésze esetében homorú felülete a szél felé néz, és a legnagyobb szélnyomást viseli; A 3. szélcsésze domború felülete a szél felé néz, és a körülötte lévő szél a szélnyomást kisebbé teszi, mint a 2. szélcsésze. A 2. szélcsésze és a 3. szélcsésze közötti nyomáskülönbség miatt a szél tengelyére merőleges irányban szélcsésze, a szélcsésze az óramutató járásával megegyező irányban forogni kezd.
Miután a szélcsésze forogni kezd, mivel a 2-es csésze a szélirány mentén forog, a szél nyomása relatíve csökken, míg a 3-as csésze azonos sebességgel forog a széllel szemben, a szélnyomás relatíve nő, és a szélnyomás különbség folyamatosan csökken. Egy bizonyos idő elteltével (állandó szélsebesség), amikor a három szélcsészére ható parciális nyomáskülönbség nulla, a szélcsészék egyenletes sebességgel forognak. Ily módon a szélsebesség a szélcsésze sebessége szerint határozható meg (fordulat per másodperc).
Amikor a szélcsésze forog, a koaxiális többfogú vágótárcsát vagy a mágneses rudat forgásba hozza, és a szélcsésze sebességével arányos impulzusjelet kap az áramkörön keresztül. Az impulzusjelet a számláló számolja, és a tényleges szélsebesség értéke az átalakítás után kapható meg. Jelenleg az új rotoros szélmérő három csészét használ, és a kúpos csésze teljesítménye jobb, mint a félgömb alakúé. Amikor a szél sebessége nő, a forgórész gyorsan növelheti a sebességet, hogy megfeleljen a légáramlás sebességének. Amikor a szél sebessége csökken, a tehetetlenség hatására a szélsebesség nem csökken azonnal. A forgó anemométerek általában széllökésekben túl nagy szélsebességet jeleznek, és túlméretezett hatást fejtenek ki (átlagosan körülbelül 10 százalékos hibát produkál).
