测风这件事,机械式风杯和风向标用了上百年,麻烦也一直在:轴承会磨、低温会冻、启动风速有死区。哈希 Lufft VENTUS-UMB 超声波风速风向仪走的是另一条路,用超声波时差法直接解算风速和风向,把转动部件整个拿掉。这一款目前是该系列对外的主力型号,选型时不必在多个规格之间反复比对,它的定位很清楚——面向全天候、无人值守场景的高精度风速风向测量。
超声波时差法的思路并不复杂。成对的换能器相互发射超声波,顺风方向传播快、逆风方向传播慢,两组时间差里就带着风速信息,多方向交叉解算还能同时得出风向。没有机械惯性的好处在阵风上体现得最直接,风杯遇到风速突变时有明显的滞后和过冲,超声波方案跟得上瞬时的风向摆动,实现无死角测量。
无移动部件带来的第二层收益落在运维上。轴承磨损、结冰卡滞、标定漂移这些机械表的常见毛病,在这款仪器上都不存在,出厂之后不需要重新校准。站点建在山上、海边或者无人区,少一次上站换件,省下的是整套差旅和停测损失。
整机通过了温度、湿度、电磁兼容、振动、盐雾和冰冻等项目的极端环境测试,覆盖了从内陆高寒到海上高盐的工况区间,也因此可以覆盖所有气候区使用。
合并资料中未给出这款型号的量程分级、启动阈值和精度等级等细分数据,下表列出的都是可确认的参数项。订货时量程与输出协议需要按具体配置确认,这一点在选型阶段最好和厂家一次问清。
| 参数项 | VENTUS-UMB |
|---|---|
| 测量原理 | 超声波时差法 |
| 测量对象 | 风速、风向,实时动态测量,无死角 |
| 机械结构 | 无移动部件,免维护设计 |
| 低温能力 | 内置集成加热器,-40°C 及冰冻环境下可工作 |
| 校准要求 | 无需重新校准 |
| 接口与协议 | 通用接口,输出协议可选 |
| 兼容系统 | OTT 数据记录仪、水文气象数据记录仪、PLS 系统 |
| 材质特性 | 防振动、耐海水腐蚀 |
| 环境测试 | 温度、湿度、电磁兼容、振动、盐雾、冰冻 |
| 适用气候区 | 所有气候区 |
风是很多运营决策的输入变量,测风设备落在哪个行业,取决于这个行业拿风速风向做什么用。VENTUS-UMB 的适用面比较宽,从气象本行一直铺到交通、能源和防灾减灾。
这些场景有一个共同点:站点分散、上站成本高,对数据连续性的要求却一点不低。也正因如此,超声波方案在这类场合替代机械测风的节奏比预想的要快。
仪器本身安装不难,装得对不对却直接决定数据能不能用。风场是三维的,安装点周围任何遮挡物都会在背风侧形成扰动,杆塔、避雷针甚至相邻的传感器都可能让风向读数偏掉几十度。选点时要保证主要来风方向上没有高于安装高度的障碍物。
线缆建议走屏蔽线并做好接地,屏蔽层单端接地,尽量不要与变频器、大功率电机共用线槽。加热器是这款仪器在 -40°C 站得住的关键,前提却是供电稳定。太阳能供电的站点要按冬季连续阴天的情况核算蓄电池容量,这个参数别小看,很多高寒站点的测风数据断档,都断在冬天。
免维护不等于不用管。换能器表面如果长期积灰、结盐霜或者被鸟粪遮挡,声程上的传播特性会变化,读数随之漂移。沿海站点和工业区站点,建议把换能器表面清洁写进巡检清单。
还有一点容易被忽略:超声波测风对安装杆的刚性有要求。杆体在强风下晃动,这部分位移会叠加进测量结果,杆越细越明显。站点位于风速经常超过设计工况的开阔地带时,拉线加固或者换用更粗的立杆,比事后在数据上做滤波更划算。
气象和环保监管这几年最大的变化是数据要用起来,而不只是存下来。站点数据完整率的考核线在往上抬,部分项目验收直接按全年有效数据比例判定,一场冰冻停测三天就可能把整月指标拉低。这个压力会一层层传到传感器选型上:能加热、不卡死、不需要人上站处理的测风设备,从可选配置变成了默认配置。
风电侧的变化更具体。机组的偏航和变桨控制需要更高频率的风向输入,机械式风向标的响应速度和启动阈值在这个环节开始成为瓶颈,超声波方案在秒级数据输出上的优势会直接反映到发电量上。交通气象则把风和其他要素捆在一起判决策,桥面横风报警往往要和能见度、路面状态联动,这就要求测风设备能干净地接入统一的数据采集平台,协议可选的通用接口在这里比参数表上多出的几个小数位更有价值。
防灾领域的趋势是把预警时间往前推。山区雪崩和洪水预警需要分钟级更新的风场数据,站点又常年无人值守,设备故障率几乎等同于预警系统的可用性。这款型号把耐盐雾、防振动和宽温工作放在与精度同等的位置,逻辑就在这里。
背景:某沿海风电项目需要长期采集海上风况,盐雾重、台风季风速波动大,原有机械式风速计轴承锈蚀,一年内多次更换。方案:在测风塔顶端安装 VENTUS-UMB,依靠耐海水腐蚀壳体和防振动结构,数据经通用接口送入记录仪,纳入风资源数据库。效果:无转动部件的结构在台风过境后仍能正常输出数据,年度维护从上塔换件的数次降为一次常规检查,风资源数据的连续率明显改善。
背景:山区路段冬季气温长期低于 -20°C,桥梁和垭口横风是事故高发因素,原有测风设备覆冰后停测。方案:站点改用 VENTUS-UMB,依靠内置加热器在 -40°C 环境中维持测量,风向数据与能见度、路面状态一并上传监控中心。效果:覆冰期间不再出现测风数据中断,横风预警能够正常触发,路段限速和管控决策有了连续的输入依据。
背景:偏远地区布设的水文气象观测站依靠太阳能供电,现场无人值守,设备需要长期运行且不能被冰冻卡死。方案:选用 VENTUS-UMB,通过可选输出协议与 OTT 数据记录仪或 PLS 系统对接,测风数据直接进入现有采集链路。效果:投运后不必再为更换磨损件安排上站,站点在低温季节的运行时长和数据可用率得到保证。
- 工作原理:
Lufft VENTUS-UMB超声波风速风向仪使用超声波技术进行测量,易维护,无部件磨损。该超声波风向风速仪具有强大的加热功能,可在极端环境下使用。
- 应用行业:
超声波风速风向仪可应用于具有气象服务的自动气象站;
机场、码头、船上的自动气象站;
风力发电控制;
道路交通管制系统的天气监测;
山区气象站的雪崩和洪水预警;
水文气象观测站
- 仪器特点:
Lufft VENTUS-UMB超声波风速风向仪内置数据预处理、通用接口和可选择的输出协议,可与OTT的数据记录仪,水文气象数据记录仪和PLS系统兼容;
该超声波风向风速仪免维护操作,使用超声波技术进行测量,没有移动部件的磨损,不需要进行重新校准;
适用于所有的气候区,同时也适用于太阳能自动气象站;
加热传感器具有强大的集成加热功能,在霜冻的情况下,可以打开加热器,确保其在低的温度(-40°)和冰冻下进行防冰冻操作;
Lufft VENTUS-UMB超声波风速风向仪可防振动,耐海水腐蚀,适用于沿海地区;
成功通过极端环境条件下(温度、湿度、电磁兼容、振动、盐雾、冰冻)测试和认证。