三维超声风速仪观测中风向角计算方法

在对三维超声风速仪观测资料处理中,风向角的计算具有一定的技巧性。根据三维超声风速仪自身观测坐标系统与地理坐标系之间的差异,推导出计算地理坐标系下风向角的一种方法,为超声风观测资料的处理和应用提供借鉴。同时利用锡林浩特国家气候观象台2008年全年通量观测资料对风向角进行了计算,并与台站统计资料进行了对比,结果表明两组数据无论从风向角分布趋势还是从相关性来看,均非常吻合(相关系数为0.97),从而证明了该方法的正确性及可应用性。

超声风速仪与三轴风速仪测风的比较研究

利用1990年8月在中国西北戈壁地区进行的湍流仪器水平比较实验资料,对比分析了超声风速仪与三轴风速仪测风结果。结果表明:超声风速仪和三轴风速仪的水平风速和水平风速脉动方差测量值的相关性在0.99以上,垂直风速脉动方差为0.93,摩擦速度的相关偏差仅为0.78。三轴风速仪的湍流谱曲线在其截止频率前约1个数量级时明显比超声风速仪结果偏低,且高频段谱曲线上翘。

风沙环境对超声风速仪测量结果的影响

超声风速仪由于其在风速、风向测量方面的卓越性能被引入风沙物理学及沙尘暴研究中以获得相关风场信息。然而,对其在风沙环境下测量结果的准确性目前并无文献资料讨论。通过对超声风速仪测量原理及超声波在含颗粒物介质中传播速度变化的理论分析,讨论了沙尘暴环境下沙尘颗粒物体积浓度对超声风速仪测量结果的影响。数值计算结果表明,当沙尘颗粒体积分数超过50%时,超声风速仪测量值的相对误差超过10%,且随着颗粒物体积分数的增加,其测量误差呈指数形式递增。这一结果对于风沙环境中超声风速仪的正确使用具有非常重要的参考价值。

由船载超声风速仪数据计算U_*的一种方法

由于海面摩擦速度U*在海气相互作用的研究中有重要意义以及利用涡动相关法在由船载(或浮标载)超声风速仪测得的风速信号计算U*时无法消除来自船体(或浮标体)运动对U*的影响,算得的U*与实际严重不符,本文提出了一种计算U*的新方法。考虑到U*主要是由水平和铅直风速u(t)和w(t)中的高频湍动成分贡献的,而船体(或浮标)的运动主要是低频的。本方法通过带通滤波将船载超声风速仪测得的水平和铅直速度信号各分解为高频和低频两个模态,用其中的高频模态来计算U*。采用徐德伦提出的快速带通滤波方法,对2005年4~5月黄海、南海航次(共40个站位)测得的风速数据(在"东方红Ⅱ"上用Young-81000型超声风速仪在4~12 m/s风速下测得的),按本方法计算出了U*值,并将U*换算为CD与以往的CDvsU10关系进行了比较,比较结果显示,两者相当一致。此外,本文采用同一稳定风速下不同时间段的数据用本方法计算了U*,得到的值相当接近,显示了本方法良好的一致性。文中还对如何选取高频和低频模态的频率界限进行了说明,并用实测数据进行了验证。

利用超声风速仪估算近地层光学湍流强度

根据K41湍流理论和近地面层湍流相似理论,研究了利用超声风速仪探测的常规气象参数计算折射率结构常数C_n^2的方法,并与温度脉动仪实测的C_n^2结果进行了比较．分析了获得C_n^2的两种不同方法的优缺点,同时对通过超声风速仪虚温计算C_n^2的方法进行了误差分析。分析结果表明,计算得到的C_n^2在一定条件下较好地满足经验关系。由此可以得到,利用超声风速仪获得的气象要素可以对C_n^2进行估算。

CSAT3三维超声风速仪观测资料质量检验

利用江西省永修县吉山铁塔50m处CSAT3三维超声风速仪和常规仪器的风观测资料,以及铁塔附近气象观测站同期降水资料,通过对比分析,检验了超声风速仪水平风观测资料质量,还考察了降水(降水强度大于3mm/h)对观测资料质量的影响。结果表明:超声风速仪观测的水平风速的数值和演变趋势与实际基本一致;超声风速仪观测的风向方位和高频区分布与实际基本吻合。降水期间,风速和风向观测结果与实际仍然一致,降水对超声风速仪的水平风观测资料质量影响不大。

UAT-2型超声风速温度仪和湍流专用局域网测量系统

项目概况超声风速仪是精密的测风仪器,在气象、大气环境、风工程、航空、高速列车、军事活动等其它一切需要快速、准确测量风速的领域均具有广阔的用户需求。UAT-2型超声风速温度仪是由中国科学院大气物理所自行研制的,该新型超声风速仪是在中国科学院所属单位过去已经研发的第一代(FA-11)和第二代(UAT-1)超声风速仪基础上,把当代先进的超声测风技术、计算机技术、通讯技术和局网技术紧密结合起来,通过改进和技术创新研制的。该UAT-2型超声风速仪所有元器件均实现国产化,所有软件代码也均在常用计算机操作系统下写出,符合国家规范,通用性和实用性强,具有自主知识产权。

利用超声风速仪阵列估算近海面光学湍流强度

在中国南部热带海域,基于超声风速仪阵列测量的大气三维风速可计算得到速度结构常数C^(2)_(n),结合折射率梯度可计算得到折射率结构常数C^(2)_(n),其中温度和湿度对C^(2)_(n)的影响是通过折射率梯度体现。将超声单点虚温估算方法的计算结果作为标定,与本研究的超声风速仪阵列估算方法的144次计算结果进行相关性分析,得到平均相关系数为0.85,最高可达0.99,最低为0.71;通过误差分析,可得平均|Δlg C^(2)_(n)|为0.3。研究表明:超声风速仪阵列能够捕捉高频光学湍流效应的变化情况,利用超声风速仪阵列估算近海面光学湍流强度可以从风速、湿度、温度等不同方面分析湍流效应,实现在无人值守情况下对光学湍流的连续、长期的全天候观测。

超声波风速仪测量结果不确定度评定

随着气象现代化的快速发展,越来越多的超声波风速仪已经投入到气象领域。为保证风速测量数据的准备、可靠,对其测量结果的不确定度分析很有必要。根据超声波风速仪国家标准中的测试方法及校准点,以国家气象计量站空气流速实验室校准WMT700型超声波风速仪为例,对风速的5个校准点进行重复测量,并依据JJF1059.1-2012测量不确定度的评定与表示要求,进行A类不确定度评定。同时分析测量过程中的B类不确定度来源,进行B类评定。最后通过合成得到扩展不确定度,该方法对超声波风速仪测量结果的可信度评定具有参考价值。

二维超声波风速仪

叙述了超声波风速测量的原理,依据时差法的理论推导了V型结构的二维超声波测风速的计算公式,提出了一种基于微控制器STM32的超声波风速仪的设计方法。描述了超声波发射LC振荡选频电路、信号放大电路、二阶有源低通滤波器和有源全波整流滤波的关键技术的实现过程,并给出相应电路图和验证结果,程序融入了AR自回归模型滤波算法。同时对温度对风速影响和脉动风场进行研究。实验结果表明:该电路动态自适应能力强,抗干扰能力较强,配以智能化算法可实现高精度的风速测量,具有较高的参考和实用价值。

超声波风速仪示值的测量不确定度评定

文章对超声波风速仪示值的测量结果进行不确定度评定,分析了影响其量值的不确定度来源,给出了校准结果的不确定度评定报告,保障了日常检测中数据的可靠性。

UAT-2型超声风速温度仪和湍流专用局域网测量系统

超声风速仪是精密的测风仪器,在气象、大气环境、风工程、航空、高速列车、军事活动等其它一切需要快速、准确测量风速的领域均具有广阔的用户需求。UAT-2型超声风速温度仪是由中国科学院大气物理所自行研制的,该新型超声风速仪是在中国科学院所属单位过去已经研发的第一代(FA-11)和第二代(UAT-1)超声风速仪基础上,把当代先进的超声测风技术、计算机技术、通讯技术和局网技术紧密结合起来,通过改进和技术创新研制的。该UAT-2型超声风速仪所有元器件均实现国产化,所有软件代码也均在常用计算机操作系统下写出,符合国家规范,通用性和实用性强,具有自主知识产权。

高精度超声风速测量系统设计与实现

时差法是超声风速风向测量系统的基本方法。文中首先对影响时差法测量精度的因素进行分析,针对这些影响因素,在超声换能器设计、阵型设计、电路系统设计和信号处理算法等方面提出了提高系统精度的设计方案,并制成样机。实验测试表明,文中所实现的系统已经基本达到国际尖端产品的测量精度,且具有体积小、可靠性高等优点,具有很高的实际应用价值。

基于FPGA和DSP的超声波风向风速测量系统

本文研究了数字化超声风速测量系统,提出并实现了完整的系统设计方案。该方案的核心是基于现场可编程门阵列(FPGA)和数字信号处理器(DSP)的硬件系统架构和基于包络重心法的信号处理算法。该设计可实现超声信号的高速数据采集和复杂的信号处理算法。测试结果表明所实现的超声风速测量系统具有体积小、反应速度快、抗干扰能力强和分辨率高等优点,且具有成本优势,并保持较低的功耗。

有关ARM+CPLD的高精度超声波风速仪的设计

随着社会的快速发展,风能发电、高速铁路的风口监测都会需要风矢量的准确信息,气象监测无人监守模式的实现也需要依靠可靠性高的测风系统,所以如今超声波风速仪得到了广泛的运用。但是由于技术上存在的不足,导致在超声波风速仪的设计上还有一些缺陷。本文将在传统的超声波测风仪的基本原理上,阐述ARM+CPLD的高精度超声波风速仪的设计过程。

UAT-2型超声风速温度仪和湍流专用局域网测量系统

超声风速仪是精密的测风仪器,在气象、大环境、风工程、航空、高速列车、军事活动等其它一切需要快速、准确测量风速的领域均具有广阔的用户需求。UAT-2型超声风速温度仪是由中国科学院大气物理所自行研制的,该新型超声风速仪是在中国科学院所属单位过去已经研发的第一代(FA-11)和第二代(UAT-1)超声风速仪基础出上,把当代先进的超声测风技术,计算机技术、通讯技术和局网技术紧密结合起来,通过改进和技术创新研制的。

UAT-2型超声风速温度仪和湍流专用局域网测量系统

项目概况超声风速仪是精密的测风仪器,在气象、大气环境、风工程、航空、高速列车、军事活动等其它一切需要快速、准确测量风速的领域均具有广阔的用户需求。UAT-2型超声风速温度仪是由中国科学院大气物理所自行研制的,该新型超声风速仪是在中国科学院所属单位过去已经研发的第一代(FA-11)和第二代(UAT-1)超声风速仪基础上,把当代先进的超声测风技术、计算机技术、通讯技术和局网技术紧密结合起来,通过改进和技术创新研制的。该UAT-2型超声风速仪所有元器件均实现国产化,所有软件代码也均在常用计算机操作系统下写出,符合国家规范,通用性和实用性强,具有自主知识产权。

UAT-2型超声风速温度仪和湍流专用局域网测量系统

项目概况超声风速仪是精密的测风仪器,在气象、大气还境、风工程、航空、高速列车、军事活动等其它一切需要快速、准确测量风速的领域均具有广阔的用户需求。

UAT-2型超声风速温度仪和湍流专用局域网测量系统

项目概况超声风速仪是精密的测风仪器,在气象、大气环境、风工程、航空、高速列车、军事活动等其它一切需要快速、准确测室风速的领域均匀具有广阔的用户需求。