超声波风速传感器，矿井安全的保障 / 知会钻

在很多场合下，如矿井，森林，气象监控等都需要用到超声波风速传感器，该传感器是基于超声波旋涡原理设计的，利用超声波换能器来发送和接收信号，再配以硬件处理器芯片为控制器，可实现风速的检测，显示，遥控和远端传输等功能。超声波风速传感器在我们的日常生活中也扮演着十分重要的角色。

这是一种低成本、高精度、高稳定性的风速传感器。该系统能实时精确地提供井下风速风量数据，可遥控设置，多样性输出接口便于传感器与基站的接入。它的原理是利用超声旋换能器来获取风速。在风速传感器与换能器之间设置一个阻挡体，当流动的空气经过阻挡体时，在其下方产生两列内旋相互交替的旋涡。

由于旋涡对超声波的阻挡作用，超声波换能器将会收到强度随旋涡频率变化的超声波，当旋涡没有阻挡超声波时，接收到的超声波强度最大;当旋涡正好阻挡超声波时，接收到的超声波强度最小。超声波换能器将接收到的频率信号送入频率/电压转换模块，转换成电压，二者成线性正比关系，即电压和风速成线性正比关系。

超声波风速传感器主要有超声波信号发射/接收模块、频率/电压转换模块、各输出模块、看门狗模块、红外遥控模块和液晶显示模块等组成。通过信号发送模块给超声波换能器1提供激励，发射超声波信号，超声波换能器将会收到强度随旋涡频率变化的超声波信号并且将信号送入频率/电压转换模块，转换成相应的电压后，送入单片机进行A/D采样，最终经过单片机处理。

超声波风速传感器包括软件，硬件，以及算法的设计。硬件包括超声波信号发送模块、信号采集与处理模块、超声波风速传感器的输出与外围模块等，软件软件方面主要是实现以上各硬件模块驱动程的编写。算法采用拟合算法有线性最小二乘拟合，最邻近差值和等条差值等算法等。

超声波风速传感器在很多地方给人们带来的不仅是数据，更是安全地保障，例如在矿井中，矿井事故屡有发生，因此，加大井下安全，要求井下设备能够准确、及时地传送井下数据，而传统的方法对风速、风量的测量，往往存在精确度不高，成本太高，稳定性较差等问题。超声波风速传感器的出现，不但方便了我们精确地采集数据，更是保障了人员财产的安全。

超声波风速传感器，矿井安全的保障

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