Sensor ultrassônico de vento em aço inoxidável 316 para monitoramento de vento em alto mar.

Descrição

Sensor de vento ultrassônico JW-ST50H(SW04) É projetado para medição contínua da velocidade e direção do vento em ambientes externos exigentes, como em alto-mar, áreas costeiras e outros locais.

Utilizando tecnologia de medição de diferença de fase ultrassônica, o sensor mede o vento sem a necessidade de copos giratórios ou uma biruta mecânica. Carcaça em aço inoxidável 316, resistência à corrosão C5-M, proteção IP67 e sistema de aquecimento automático integrado. Isso o torna especialmente adequado para energia eólica offshore, observação meteorológica costeira e locais de monitoramento industrial severos, expostos a alta umidade, ar salino, frio intenso, ventos fortes ou condições de formação de gelo.

A faixa padrão de medição da velocidade do vento é 0 a 50 m/s, com alcance opcional de até 0 a 75 m/s. Múltiplas opções de saída analógica e digital, incluindo: RS485, permitem que o sensor seja integrado em estações meteorológicas, sistemas de aquisição de dados, plataformas SCADA e sistemas de monitoramento industrial.

Para projetos que exigem medições de vento confiáveis com manutenção mecânica reduzida em ambientes desafiadores, o JW-ST50H(SW04) oferece uma alternativa ultrassônica robusta aos sensores de vento convencionais de copo e palheta.

Visão geral do produto

O Sensor de vento ultrassônico JW-ST50H(SW04) em aço inoxidável É um instrumento profissional desenvolvido para medição em tempo real da velocidade, direção e temperatura do vento.

Ao contrário de um anemômetro mecânico convencional que depende de copos giratórios, rolamentos e uma biruta, o JW-ST50H(SW04) usa sinais ultrassônicos que passam pelo ar para determinar as condições do vento.

A ausência de componentes rotativos para medição do vento elimina o desgaste mecânico dos rolamentos associado às estruturas tradicionais de copo e palheta, tornando o sensor adequado para aplicações onde o acesso para manutenção pode ser difícil.

Isto é particularmente importante para:

• Turbinas eólicas offshore
• subestações offshore
• locais de monitoramento costeiro
• Plataformas marítimas
• estações meteorológicas remotas
• Instalações em grandes altitudes
• Regiões frias e com formação de gelo
• Locais industriais externos severos

A carcaça é fabricada de aço inoxidável 316 e projetado com Resistência à corrosão C5-M, enquanto o sensor completo fornece Proteção ambiental IP67.

Um sistema integrado de aquecimento e controle de temperatura melhora ainda mais a adequação para aplicações em climas frios, onde neve, geada ou gelo poderiam interferir na medição do vento.

Especificações técnicas

Especificações gerais

Desempenho da velocidade do vento

Desempenho da direção do vento

Desempenho da temperatura do vento

Saída e comunicação

O sensor ultrassônico de vento suporta uma ampla gama de sinais de saída, facilitando sua integração em sistemas de controle industrial, estações meteorológicas, plataformas SCADA e redes de monitoramento IoT.

Opções de saída analógica

• 0 a 20 mA
• 4 a 20 mA
• 0 a 10V
• 2 a 10V
• 0 a 5V
• Pulso de 2 a 2000Hz
• Código Gray de 2 e 4 bits

Saída digital

• RS485 meio duplex
• RS485 full duplex

Essas opções permitem que o sensor ultrassônico de vento seja incorporado tanto em sistemas de monitoramento novos quanto em sistemas já existentes.

Para projetos que exigem comunicação digital, confirme o modo de comunicação, a taxa de transmissão (baud rate) e o equipamento de recepção antes de fazer o pedido.

Como funciona a medição ultrassônica do vento

A medição ultrassônica do vento não depende da rotação de coletores de vento mecânicos.

O sensor transmite sinais ultrassônicos através de trajetórias acústicas definidas. Quando o ar se move pela área de medição, as características de propagação dos sinais ultrassônicos se alteram.

Ao analisar a diferença de fase dos sinais ultrassônicos, o sensor calcula a velocidade e a direção do vento.

As medições resultantes são convertidas em sinais de saída elétricos ou digitais para uso pelo sistema de monitoramento conectado.

Como o princípio de medição não requer copos giratórios, cata-ventos ou rolamentos de medição de vento, a tecnologia ultrassônica evita diversos componentes mecânicos sujeitos a desgaste em anemômetros tradicionais.

Essa característica é especialmente útil em instalações remotas ou de difícil acesso.

Por que o monitoramento de energia eólica offshore exige um design de sensor diferente?

A medição do vento em um local costeiro ou em alto-mar não é a mesma coisa que instalar um sensor de vento de uso geral em um ambiente terrestre comum.

Os equipamentos offshore podem permanecer continuamente expostos a combinações de:

• Alta umidade relativa
• Ar carregado de sal
• Vento forte
• Mudanças climáticas rápidas
• Exposição à chuva e à água
• Baixas temperaturas
• Geada e cobertura
• Acesso para manutenção difícil
• Longos períodos de funcionamento sem supervisão

Isso faz com que o projeto mecânico, o material da carcaça, a proteção contra corrosão, a capacidade de aquecimento e a interface elétrica sejam fatores de seleção importantes.

O JW-ST50H(SW04) foi projetado levando em consideração esses requisitos ambientais, em vez de simplesmente fornecer medições básicas de velocidade e direção do vento.

Por que o aço inoxidável 316 é importante para aplicações marítimas e costeiras?

A seleção de materiais torna-se especialmente importante quando o equipamento de monitoramento do vento é instalado perto do mar.

JW-ST50H(SW04) utiliza um Carcaça em aço inoxidável 316 e é especificado com Resistência à corrosão C5-M.

Essas características tornam o sensor mais adequado para ambientes costeiros e marítimos exigentes, onde a exposição à umidade e ao sal pode aumentar o estresse corrosivo em equipamentos de campo.

Para os engenheiros de projeto, o material do sensor deve, portanto, ser avaliado juntamente com:

• Local de instalação
• Exposição ao sal
• Umidade
• Intervalo de manutenção previsto
• Faixa de temperatura
• Condições de formação de gelo
• Estrutura de montagem
• Proteção de cabos e conectores

Selecionar um sensor de vento baseado apenas na faixa de medição pode levar à negligência de fatores ambientais que podem ser igualmente importantes para a operação em campo a longo prazo.

Aquecimento integrado para ambientes frios e com formação de gelo

O monitoramento do vento em clima frio apresenta outro desafio: a formação de gelo.

Acúmulos de gelo, neve ou geada ao redor da área de detecção podem interferir na medição do vento se o sensor não for adequado para esse ambiente.

JW-ST50H(SW04) incorpora, portanto, um sistema automático de aquecimento e controle de temperatura.

A função de aquecimento é particularmente relevante para instalações como:

• Turbinas eólicas offshore em regiões frias
• estações meteorológicas costeiras do norte
• estações meteorológicas de montanha
• Locais de monitoramento de ventos em grandes altitudes
• Infraestrutura industrial de regiões frias

Quando o aquecimento for necessário, o sistema de energia deve ser projetado considerando a maior demanda de energia do modo de aquecimento, e não apenas o consumo normal de operação do sensor.

Essa consideração é especialmente importante para locais remotos que utilizam painéis solares, baterias ou outras fontes de energia limitadas.

C5-M Resistência à corrosão e proteção ambiental

Os equipamentos de monitoramento offshore devem ser selecionados não apenas de acordo com a precisão dos sensores, mas também levando em consideração a exposição ambiental.

JW-ST50H(SW04) combina:

Carcaça em aço inoxidável 316 + resistência à corrosão C5-M + proteção IP67

Para suportar a instalação em aplicações externas exigentes.

O design IP67 oferece proteção contra poeira e água, enquanto a construção resistente à corrosão destina-se a ambientes onde as condições de exposição são mais severas do que as encontradas por muitos sensores meteorológicos padrão.

Para aplicações marítimas, as entradas de cabos, conectores, acessórios de montagem e todo o sistema de instalação devem ser selecionados de acordo com as condições ambientais reais.

O nível de proteção de um sensor isoladamente não determina a resistência ambiental de toda a instalação de monitoramento.

Padrões de teste de confiabilidade e ambientais

Este sensor foi projetado para uso exigente em campo e está em conformidade com as seguintes normas de teste:

Para projetos com requisitos específicos de certificação, regulamentação ou aceitação do cliente, confirme a documentação necessária com a JW-IoT antes de fazer o pedido.

Aplicações típicas

1. Energia Eólica Offshore

As turbinas eólicas offshore e a infraestrutura relacionada requerem informações locais sobre o vento para monitoramento meteorológico e operacional.

O JW-ST50H(SW04) fornece medições de velocidade e direção do vento em uma estrutura de sensoriamento não mecânica e resistente à corrosão, projetada para ambientes offshore exigentes.

Pode ser utilizado como parte de um sistema mais amplo de monitoramento meteorológico em alto-mar, juntamente com sensores ambientais adicionais e equipamentos de aquisição de dados.

2. Monitoramento das condições meteorológicas costeiras

Os locais de monitoramento costeiro frequentemente apresentam alta umidade, exposição ao sal e condições de vento forte.

A carcaça em aço inoxidável 316, a resistência à corrosão C5-M e o design IP67 tornam o sensor adequado para observação meteorológica costeira e monitoramento externo de longo prazo.

3. Sítios meteorológicos frios e de alta altitude

Baixas temperaturas, neve e gelo podem criar desafios adicionais para sensores de vento expostos.

O sistema de aquecimento integrado permite que o JW-ST50H(SW04) seja considerado para locais meteorológicos em regiões de frio intenso e de alta altitude.

4. Parques Eólicos Terrestres

O sensor também pode ser usado em parques eólicos terrestres que necessitam de uma alternativa ultrassônica aos anemômetros mecânicos convencionais.

Sua ampla faixa de velocidade do vento e múltiplas interfaces de sinal o tornam adequado para integração com sistemas de monitoramento e aquisição de dados de vento.

5. Locais industriais externos agressivos

Instalações industriais em ambientes corrosivos, frios, com ventos fortes ou remotos podem exigir monitoramento contínuo do vento para fins ambientais ou operacionais.

As saídas analógicas e RS485 disponíveis permitem que o sensor se conecte a diferentes arquiteturas industriais de aquisição de dados.

Integração de sistema de monitoramento de energia eólica offshore

O sensor ultrassônico de vento pode operar como um instrumento de campo individual ou como um componente de um sistema mais amplo de monitoramento meteorológico.

Uma arquitetura típica pode ser a seguinte:

Sensor de vento ultrassônico JW-ST50H(SW04)

↓

Sensores meteorológicos/ambientais

↓

Registrador de dados, RTU ou controlador industrial

↓

Dispositivo de comunicação

↓

Plataforma SCADA, de servidor ou de monitoramento

Dependendo dos requisitos do projeto, os dados de vento podem ser combinados com outras medições meteorológicas para monitoramento centralizado.

Como o JW-ST50H(SW04) oferece diversas opções de saída, os integradores de sistemas podem selecionar a interface de acordo com a arquitetura de aquisição existente, em vez de projetar todo o sistema de monitoramento em torno de uma única interface proprietária.

Saída RS485 ou analógica: qual escolher?

O resultado correto depende da arquitetura de monitoramento.

RS485

O RS485 é geralmente apropriado quando o sensor precisa se comunicar com dispositivos compatíveis:

• Registradores de dados
• RTUs
• Controladores industriais
• estações meteorológicas automáticas
• Portais de comunicação
• sistemas de monitoramento centralizados

A comunicação digital pode simplificar a integração quando o dispositivo receptor já suporta a interface do sensor.

Saídas analógicas de 4–20 mA ou outras

Um sinal analógico pode ser preferível quando o CLP, controlador ou unidade de aquisição de dados existente utiliza canais de entrada analógicos.

As opções disponíveis incluem:

• 0–20mA
• 4–20mA
• 0–10V
• 2–10V
• 0–5V

Antes de selecionar uma configuração de saída, forneça ao JW-IoT a especificação de entrada do dispositivo receptor.

Sensores de vento ultrassônicos versus mecânicos

Sensores ultrassônicos e mecânicos podem ser usados para monitoramento do vento, mas utilizam estruturas de medição fundamentalmente diferentes.

Nenhuma das duas tecnologias deve ser considerada universalmente superior para todas as aplicações.

Os sensores mecânicos de vento podem continuar sendo adequados quando os requisitos do projeto, o orçamento e as condições de manutenção permitirem seu uso.

A detecção ultrassônica torna-se particularmente atraente quando a resistência à corrosão, a capacidade de suportar gelo, o desgaste mecânico reduzido e o difícil acesso para manutenção são considerações importantes do projeto.

Para projetos em que um sensor de vento mecânico seja mais adequado, consulte o JW-IoT. Sensor de velocidade e direção do vento para monitoramento de energia eólica.

Para opções adicionais de sensores, navegue até Sensores de vento JW-IoT faixa.

Recomendações de instalação

A instalação correta é essencial para uma medição de vento representativa.

1. Selecione uma posição de medição aberta.

Instale o sensor de vento em um local onde as estruturas ao redor não perturbem desnecessariamente o fluxo de ar.

Possíveis fontes de interferência no fluxo de ar incluem:

• Edifícios
• Torres
• Mastros
• Grades
• Antenas
• Painéis solares
• Maquinaria de grande porte
• Estruturas de plataforma
• Saídas de exaustão

O local exato de instalação deve ser determinado de acordo com o objetivo do monitoramento e a estrutura do local.

2. Mantenha o sensor corretamente orientado.

A medição da direção do vento requer a orientação física correta do sensor.

O instalador deve confirmar a direção de referência necessária durante o comissionamento e verificar se a orientação do sensor corresponde à configuração do sistema de monitoramento.

3. Utilize um suporte estruturalmente adequado.

Locais offshore e expostos podem sofrer com altas cargas de vento e vibrações.

O mastro de montagem, a estrutura de suporte e os fixadores devem, portanto, ser projetados de acordo com as condições reais do local.

O desempenho do sensor não deve ser avaliado independentemente da estabilidade mecânica de toda a instalação.

4. Proteja as conexões elétricas

Embora o próprio sensor ofereça proteção IP67, todo o sistema de cabos e conectores também deve ser devidamente protegido.

Preste atenção em:

• Instalação de conector de aviação
• Roteamento de cabos
• Caixas de junção
• Tensão do cabo
• Entrada de umidade
• Blindagem de cabos
• Aterramento
• Proteção contra surtos

Isso é especialmente importante em locais costeiros e em alto-mar.

5. Considere a potência de aquecimento durante o projeto do sistema.

O consumo em condições normais de funcionamento e o consumo no modo de aquecimento são significativamente diferentes.

Caso a função de aquecimento seja utilizada, a fonte de alimentação do sistema deve ser selecionada de acordo com a necessidade de aquecimento.

Para estações de monitoramento alimentadas por bateria ou energia solar, calcule a necessidade energética total do sistema antes de finalizar a configuração de energia.

Como selecionar a configuração correta

Antes de solicitar um orçamento, determine as seguintes informações.

Medição de vento

• velocidade máxima esperada do vento
• Faixa padrão de 0 a 50 m/s ou opcional de 0 a 75 m/s.
• Precisão necessária na medição da velocidade do vento
• Requisito de direção do vento

Condições Ambientais

• Local de instalação
• Temperatura mínima
• Temperatura máxima
• Umidade relativa
• Exposição ao sal
• Condições de formação de gelo
• Altitude
• Ambiente de vento esperado

Requisitos de saída

• RS485 meio duplex
• RS485 full duplex
• 4–20mA
• Outra saída de corrente
• Saída de tensão
• Saída de pulso
• Código Gray

Fonte de energia

• Fonte de alimentação de 24 VCC disponível.
• Aquecimento necessário ou não?
• Fonte de energia: rede elétrica, bateria ou energia solar
• Capacidade de energia disponível

Integração de Sistemas

• Estação meteorológica existente
• Registrador de dados
• PLC
• RTU
• Plataforma SCADA
• Portal de comunicação
• Sistema de monitoramento de terceiros

Fornecer essas informações permite que a configuração do sensor de vento seja adequada ao sistema de monitoramento real, em vez de selecionar o produto apenas com base em sua faixa de medição.

Solicite uma configuração de sensor ultrassônico de vento offshore.

A escolha de um sensor de vento para uso marítimo envolve mais do que apenas a faixa de velocidade do vento.

O material, a proteção contra corrosão, os requisitos de aquecimento, a temperatura ambiente, a potência elétrica e a integração do sistema devem ser considerados antes de selecionar a configuração final.

Envie os requisitos do seu projeto para a JW-IoT, incluindo:

Aplicação + ambiente de instalação + faixa de vento + temperatura mínima + condições de formação de gelo + interface de saída + fonte de alimentação + sistema de monitoramento

e nossa equipe pode ajudar a determinar a configuração JW-ST50H(SW04) apropriada para o seu projeto.

Entre em contato com a JW-IoT para obter especificações técnicas, configuração do projeto e orçamento.