Ultrasonic 2D Bedienungsanleitung
8352.ush4m ab version v2.1x
Inhaltsverzeichnis
Ultrasonic Anemometer 2D
Bedienungsanleitung 8352.USH4M ab Version V2.1x (Stand: 06/02)
Bestellnummer mit zugehöriger Geräteausführung und Werkseinstellung
siehe Beiblatt „Werkseinstellung"
2. Arbeitsweise
Das Ultrasonic Anemometer 2D besteht aus 4 Ultraschall-Wandlern, von denen sich jeweils 2 Wandler im
Abstand von 200 mm gegenüberstehen.
Die dadurch gebildeten zwei Messstrecken stehen senkrecht zueinander.
Die Wandler fungieren sowohl als Schallsender als auch als Schallempfänger.
Über die Steuerungselektronik wird die jeweilige Messstrecke und deren Messrichtung angewählt.
Mit dem Start einer Messung läuft eine Sequenz von 4 Einzelmessungen in alle 4 Richtungen der
Messstrecken mit maximal möglicher Geschwindigkeit ab.
Die Messrichtungen (Schallausbreitungsrichtungen) verlaufen im Uhrzeigersinn rotierend, zuerst von Süd
nach Nord, dann von West nach Ost, von Nord nach Süd und schließlich von Ost nach West.
Aus den 4 Einzelmessungen der Streckenrichtungen werden die Mittelwerte gebildet und zur weiteren
Berechnung verwendet.
Die benötigte Zeit für eine Messsequenz liegt bei ca. 10 msec bei +20°C.
1. Anwendungsbereich
Das
Ultrasonic
2
-
dimensionalen
Komponenten
der
Windrichtung sowie der Virtuell-Temperatur. Aufgrund
der
hohen
Messrate
hervorragend
zur
Spitzenwertmessung.
Die erreichte Genauigkeit bei der Messung der
Lufttemperatur (Virtuell-Temperatur) übertrifft nach
Korrektur des Feuchteeinflusses bei bestimmten
Wettersituationen die der klassischen Verfahren, bei
denen Temperaturmessfühler in einem Wetter- und
Stahlungsschutz verwendet werden.
Die Messwerte werden als analoge Signale und als
Datentelegramm
bereitgestellt.
Die Sensorarme werden im Bedarfsfall bei kritischen
Umgebungstemperaturen automatisch beheizt. Somit
wird die Funktion auch bei Schneefall und Eisregen
sichergestellt, sowie die Möglichkeit einer Funktions-
Störung durch Vereisung minimiert.
1 - 16
Anemometer
2D
Erfassung
der
Windgeschwindigkeit
eignet
sich
trägheitslosen
Böen-
über
eine
serielle
dient
zur
horizontalen
und
der
das
Gerät
und
Schnittstelle
021053/07/04
Inhaltsverzeichnis
Inhaltszusammenfassung für Ultrasonic 2D
- Seite 1 Bestellnummer mit zugehöriger Geräteausführung und Werkseinstellung siehe Beiblatt „Werkseinstellung“ 2. Arbeitsweise Das Ultrasonic Anemometer 2D besteht aus 4 Ultraschall-Wandlern, von denen sich jeweils 2 Wandler im Abstand von 200 mm gegenüberstehen. Die dadurch gebildeten zwei Messstrecken stehen senkrecht zueinander. Die Wandler fungieren sowohl als Schallsender als auch als Schallempfänger.
-
Seite 2: Akustische Virtuell Temperatur
3. Messprinzip 3.1 Windgeschwindigkeit und Richtung Der Ausbreitungsgeschwindigkeit des Schalls in ruhender Luft überlagert sich Geschwindigkeitskomponente einer Luftbewegung in Windrichtung. Eine Windgeschwindigkeitskomponente Aus- breitungsrichtung Schalls unterstützt dessen Ausbreitungsgeschwindigkeit, führt also zu einer Erhöhung derselben, eine Windgeschwindigkeitskomponente entgegen der Ausbreitungsrichtung führt dagegen zu einer Verringerung der Ausbreitungsgeschwindigkeit. -
Seite 3: Technische Daten
Die Abweichung der gemessenen Virtuell Temperatur von feuchter Luft zur realen Lufttemperatur kann bei Kenntnis der absoluten Feuchte etwa nach folgendem Zusammenhang korrigiert werden: – 0,135 K * m / g * a Wobei T die reale Lufttemperatur darstellt, T die gemessene akustische Virtuell Temperatur und a die absolute Feuchte in Gramm H O pro m... -
Seite 4: Stecker Anschlussbelegung
5. Stecker Anschlussbelegung Maßbild Pin-Nr. Funktion Bemerkung Analogausgang Strom WG 0 / 4 – 20 mA 1 (A) 2 (B) Analogausgang Strom WR 0 / 4 – 20 mA Analog Masse AGND 3 (C) Analogausgang Spannung WG 0 / 2 – 10 V 4 (D) Analogausgang Spannung WR 0 / 2 –... - Seite 5 6. Schnittstellenbeschreibung 6.1 Telegrammformen 6.1.1 Telegramm VD (STX)xx.x xxx*xx(CR)(ETX) Z. NR. FUNKTION STX (HEX 02) Windgeschwindigkeit Windgeschwindigkeit (HEX 2E) Dezimalpunkt Windgeschwindigkeit Leerzeichen (HEX 20) Windrichtung Windrichtung Windrichtung * (HEX 2A) Checksummenkennung High Byte Checksumme in HEX Low Byte Checksumme in HEX CR (HEX 0D) Carriage Return ETX (HEX 03) 6.1.2 Telegramm VDT...
- Seite 6 6.1.2.1 Telegramm VDT (STX)xx.x xxx xxx.x xx*xx xx.x xxx(CR)(ETX) Bei der Verwendung der Standardabweichung wird das VDT Telegramm um die Standardabweichungen der Windgeschwindigkeit und der Windrichtung erweitert. Z. NR. FUNKTION STX (HEX 02) Windgeschwindigkeit Windgeschwindigkeit (HEX 2E) Dezimalpunkt Windgeschwindigkeit Leerzeichen (HEX 20) Windrichtung Windrichtung Windrichtung...
- Seite 7 6.1.3 Telegramm V4DT (STX)xxx.x xxx xxx.x x xx*xx(CR)(ETX) Z. NR. FUNKTION STX (HEX 02) Windgeschwindigkeit Windgeschwindigkeit Windgeschwindigkeit (HEX 2E) Dezimalpunkt Windgeschwindigkeit Leerzeichen (HEX 20) Windrichtung Windrichtung Windrichtung Leerzeichen (HEX 20) + oder - Vorzeichen Temperatur Temperatur (HEX 2E) Dezimalpunkt Temperatur Leerzeichen (HEX 20) K, N, M, S = km/h, Knots, m/s, mph Leerzeichen (HEX 20)
- Seite 8 6.1.4 Telegramm NMEA V 2.0 $WIMWV,xxx.x,R,xxx.x,N,A*xx(CR)(LF) Z. NR. FUNKTION (HEX 24) Dollar (HEX 57) (HEX 49) (HEX 4D) (HEX 57) (HEX 56) (HEX 2C) Komma Windrichtung Windrichtung Windrichtung (HEX 2E) Dezimalpunkt Windrichtung (HEX 2C) Komma (HEX 52) (HEX 2C) Komma Windgeschwindigkeit Windgeschwindigkeit Windgeschwindigkeit...
-
Seite 9: Telegrammausgabe Und Analogwertausgabe Im Fehlerfall
6.2 Definition der Checksumme und des Statusbyte 6.2.1 Bildung der Checksumme Die Check- oder Prüfsumme ist das Ergebnis der byteweisen EXOR-Verknüpfung der im Telegramm ausgegebenen Bytes. Die EXOR - Verknüpfung umfasst alle Bytes zwischen dem Telegramm-Startzeichen „STX“, oder „$“ beim NMEA - Telegramm und dem Byte „* “... -
Seite 10: Mittelungsverfahren
Windrichtung mit dem maximalen Spannungs-/ Stromwert (10 V ; 20 mA) (siehe Werkseinstellung) (für EI 00000) 7. Mittelungsverfahren: Der Ultrasonic 2D bietet eine gleitende Mittelwertbildung über einen FIFO-Speicher dessen Größe bis zu 600 Werte umfasst. Die Messdatenrate beträgt im freilaufenden Messmodus exakt 10Hz oder 100msec und bildet gleichzeitig die Aktualisierungsrate für den Mittelungsspeicher (FIFO-Speicher). -
Seite 11: Standardabweichung
9. Busfähigkeit, Synchronisation der Messung auf das Abfragetelegramm: 9.1 Duplex - Modus Der Ultrasonic unterstützt jeglichen Betrieb an einem RS 485 / RS 422 Datenbus im Verbund mit weiteren Geräten (Busbetrieb) uneingeschränkt. Es werden sowohl Halbduplex-Bustopologien als auch Vollduplex - Bussysteme unterstützt. -
Seite 12: Mittelung Bei Eingeschalteter Synchronisation
Es wird empfohlen die Synchronisationsfähigkeit auszuschalten, wenn sie nicht unbedingt benötigt wird. 10. Steuerbefehlsliste Das Anemometer 2D lässt sich über seine serielle Datenschnittstelle unter Verwendung der im Folgenden beschriebenen Befehle konfigurieren*. Hierzu kann ein beliebiges Standard –Terminalprogramm wie z.B. „Procomm“, „Telix“ oder ein Windows Terminalprogramm (z.B. - Seite 13 10.1 Befehlsliste Befehl Funktion Bemerkung <ID> AM 00000 Vektorielle Mittelung Vektorielle Mittelung Geschwindigkeit und Richtung <ID> AM 00001 Skalare Mittelung Skalare Mittelung Geschwindigkeit und Richtung Skalare Geschwindigkeit und vektorielle Richtung <ID> AM 00002 Skalare / Vektorielle Mittelung <ID> AM 00003 Vektorielle / Skalare Mittelung Vektorielle Geschwindigkeit und skalare Richtung Skalierung des Analogausgang...
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Seite 14: Um Bereichsüberschreitungen Zu Vermeiden, Geben Diese Telegramme Die Windgeschwindigkeit
Um Bereichsüberschreitungen zu vermeiden, geben diese Telegramme die Windgeschwindigkeit ausschließlich in der Einheit m/s (Meter pro Sekunde) aus! 10.2 Befehlseingabe Ihre ID (Identnummer) finden Sie im mitgelieferten Werkszeugnis. Um Eingaben von Befehlen und Parametern vornehmen zu können, muss zunächst der Zugriff auf das EEPROM freigeschaltet werden. - Seite 15 reflektierende Flächen, werden sie als Echo zurückgeworfen und können unter ungünstigen Bedingungen zu Fehlmessungen führen. Es ist daher ratsam, das US - Anemometer in einem Mindestabstand von 1 Meter zu Gegenständen in der Messebene aufzustellen. Im Allgemeinen sollen Windmessgeräte die Windverhältnisse eines weiten Umkreises erfassen. Um bei der Bestimmung des Bodenwindes vergleichbare Werte zu erhalten, sollte in 10 Meter Höhe über ebenen, ungestörtem Gelände gemessen werden.
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Seite 16: Wartung
12. Wartung Da das Gerät ohne bewegliche Teile, d.h. verschleißfrei arbeitet, sind nur minimale Servicearbeiten erforderlich. Da die Sensorflächen im Normalfall durch Regen sauber gehalten werden, wird es nur in besonders regenarmen Gebieten notwendig sein, die Sensorflächen gelegentlich von Rückständen zu befreien.