基于CC1101的风速仪无线采集系统

介绍了一种采用单片机改造的风速仪设计,论述了系统组成和工作原理,给出了风速采集系统和无线接收系统框图,通过使用无线通讯模块,使其可以在起重机械中更好地应用。

基于单片机的风速检测系统

针对当前风速采集检测设备普遍体积大、质量大、数据需要有线传输而非常不便携的现象,选用AT89S51单片机设计了集数据采集、显示、传输于一体的便携式风速采集系统,同时采用模块化的设计理念,使该系统具有了电源独立供电、手持独立操作、数据传输方便的特点,对工业应用中风速采集检测系统的设计有一定的借鉴意义。

六旋翼植保无人机风场竖直分布特性数值模拟与验证

植保无人机作业过程中,旋翼风场竖直方向分布特性对雾滴的输运效应及作物冠层的扰动作用直接影响施药沉积效果。本文以六旋翼植保无人机风场竖直分布为研究对象,采用基于格子玻尔兹曼方法的数值模拟技术建立了无人机前飞作业时旋翼风场仿真模型,并根据正交试验方法研究了多特征参数融合对风场竖直分布特性的影响。仿真结果表明,竖直分布风场垂直于飞行方向对称分布,当飞行高度和飞行速度增加或作业载荷减小时,风场强度逐渐减弱;竖直分布风场沿侧风方向倾斜,侧风风速大于3 m/s时,风场横向倾斜超45°。基于此,采用恒温差热敏芯片研制了微型无线风速采集系统,并开展了植保无人机风场竖直分布特性的多因素田间验证试验,试验结果表明:仿真模拟与田间试验旋翼风场竖直分布规律基本一致,相对误差较小,风场竖直分布特性具有较好的一致性;数值模拟方法可有效模拟植保无人机飞行过程的非定常流动,仿真与田间试验结果为植保无人机雾滴沉积的研究提供了理论基础。

巷道风量全自动在线测试装置研制与应用

为了实现巷道风量在线准确测试,以王坡煤矿上寺头北翼回风巷和辅运大巷为研究对象,采用CFD方法模拟了矩形巷道和半圆拱巷道断面风速结构场;对比不同巷道风量条件下巷道断面平均风速分布区域,巷道风量大小对巷道断面内平均风速分布区域无影响;进一步获得巷道断面无因次风速结构场,为巷道断面平均风速分布区域内布置多个风速采集点准确求取巷道平均风速奠定了理论基础;以巷道断面无因次风速结构场为基础,根据巷道断面平均风速分布区域确定巷道平均风速数据采集点位置,构建了巷道断面平均风速九点采集法,准确获得巷道平均风速的同时能够检验风速传感器是否存在数据失真问题;结合巷道断面平均风速九点采集法,设计了分别适用于矩形巷道、拱形巷道的龙门式和折叠式巷道风量全自动在线测试装置,根据巷道平均风速数据采集点位置定制设计测试装置结构尺寸与风速传感器运动轨迹。在王坡煤矿10个测风站位置部署了巷道风量全自动在线测试装置,人工测风数据和装置测风数据之间相对误差小于8%,研究表明巷道风量全自动在线测试装置的测风精度能够满足矿井通风要求,同时能够实现矿井多个巷道风量同步在线测试。

机臂内倾角对多旋翼植保无人机下洗气流的影响及规律分析

植保无人机机臂内倾角可提高无人机飞行及悬停中的稳定性,是影响旋翼风场分布规律的因素之一。该研究以六旋翼植保无人机为试验对象,基于雷诺平均N-S方程、RNG k-ε湍流模型等,通过ANSYS Fluent分别建立具有0°、2°、4°、6°、8°机臂内倾角的六旋翼植保无人机三维计算流体动力学(CFD)模型,对无人机下洗气流流场进行数值模拟,分析无人机不同机臂内倾角的气流场分布特性;在此基础上,通过标记点进行了下洗气流速度测试试验。仿真分析表明:无人机悬停状态时,相比于机臂内倾角为0°的情况,多旋翼无人机机臂内倾不会引起下洗气流在时间维度上的显著差异,3 s时下洗气流在地面铺展开并趋于稳定;下洗气流从旋翼正下方形成后,向无人机中轴线方向倾斜收缩,从0°到8°,随着内倾角增大,下洗气流向中轴线方向倾斜收缩趋势减弱,8°时下洗气流已无收缩趋势,沿竖直方向垂直向下流动至地面;随着内倾角增大,气流速度线性衰减幅度也会增大,0°和8°情况下衰减幅度相差1 m/s。此外,不同机臂内倾角下,旋翼中心正下方和“引入区”的下洗气流速度变化规律和变化节点基本一致,“导出区”气流速度变化规律相似,但变化节点的位置不尽相同;“引入区”气流速度明显大于“导出区”气流速度,气流速度在空间分布的差异会对雾滴沉积均匀性产生影响。采用微型无线风速采集系统开展了各测量点下洗气流竖直方向速度分量的测试试验,风速采集系统测量误差小于0.3 m/s且一致性好;试验表明旋翼正下方1.1~2.3 m高度处和近地面0.2~0.8 m高度处各测量点试验值与模拟值的平均相对误差分别在10%和20%以内。仿真与试验结果为植保无人机的结构设计与优化提供研究基础。

基于STM 32的风力发电模拟装置综合实验

以STM32F103C8T6核心板作为本装置的处理中心,外接风速、风向传感器进行信息的实时采集;同时,也可通过集成的微型碳刷280电机采集风速信息与电压信号,并经单片机ADC模块进行模数转换,实现在较小误差范围内(风速误差不超过±1.5 m/s,风向误差不超过20°)的信息实时捕获,并采用LCD12864液晶显示屏进行采集信息的显示。同时该电机能够模拟风力发电,产生高达20 mA的电流以驱动红光LED。整个系统能够通过红外遥控器对采集设备或显示信息进行操作;能够切换风速采集设备、调整警告方位;能够显示工作时电流或功率;能够实现远距离控制系统以及远距离采集所需信息的功能。