Ультразвуковой датчик ветра из нержавеющей стали 316 для мониторинга морских ветровых электростанций.

Описание

Ультразвуковой датчик ветра JW-ST50H(SW04) Предназначен для непрерывного измерения скорости и направления ветра в морских, прибрежных и других сложных условиях на открытом воздухе.

Благодаря использованию ультразвуковой технологии измерения разности фаз, датчик измеряет ветер без вращающихся чашек или механического флюгера. Корпус из нержавеющей стали 316, коррозионная стойкость C5-M, степень защиты IP67 и встроенная автоматическая система обогрева. Это делает его особенно подходящим для использования в морской ветроэнергетике, наблюдения за погодой на побережье и на сложных промышленных объектах мониторинга, подверженных высокой влажности, засоленному воздуху, сильному холоду, сильному ветру или обледенению.

Стандартный диапазон измерения скорости ветра составляет: от 0 до 50 м/с, с возможностью выбора диапазона до от 0 до 75 м/с. Множество вариантов аналогового и цифрового выхода, включая RS485, Это позволит интегрировать датчик в метеостанции, системы сбора данных, SCADA-платформы и системы промышленного мониторинга.

Для проектов, требующих надежного измерения ветра с минимальным механическим обслуживанием в сложных условиях, JW-ST50H(SW04) представляет собой надежную ультразвуковую альтернативу традиционным чашеобразным датчикам ветра.

Обзор продукта

Он Ультразвуковой датчик ветра JW-ST50H(SW04) из нержавеющей стали Это профессиональный прибор, разработанный для измерения скорости, направления и температуры ветра в режиме реального времени.

В отличие от обычного механического анемометра, который использует вращающиеся чашки, подшипники и флюгер, JW-ST50H(SW04) использует ультразвуковые сигналы, проходящие через воздух, для определения ветровых условий.

Отсутствие вращающихся элементов для измерения скорости ветра исключает механический износ подшипников, характерный для традиционных конструкций типа «чашка-лопасть», и делает датчик пригодным для применения в условиях затрудненного доступа для технического обслуживания.

Это особенно важно для:

• Морские ветротурбины
• Морские подстанции
• Пункты мониторинга прибрежной зоны
• Морские платформы
• Удаленные метеорологические станции
• Высотные установки
• Холодные регионы и регионы с обледенением
• Суровые промышленные открытые площадки

Корпус изготовлен из нержавеющая сталь 316 и разработан с коррозионная стойкость C5-M, в то время как полный датчик обеспечивает Степень защиты от воздействия окружающей среды IP67.

Встроенная система обогрева и регулирования температуры дополнительно повышает пригодность прибора для использования в условиях низких температур, где снег, иней или лед могут препятствовать измерению ветра.

Технические характеристики

Общие характеристики

Характеристики скорости ветра

Характеристики направления ветра

Характеристики ветро-температуры

Результаты и коммуникация

Ультразвуковой датчик ветра поддерживает широкий диапазон выходных сигналов, что позволяет легко интегрировать его в системы промышленного управления, метеостанции, SCADA-платформы и сети мониторинга IoT.

Варианты аналогового выхода

• от 0 до 20 мА
• 4–20 мА
• от 0 до 10 В
• от 2 до 10 В
• от 0 до 5 В
• Импульс от 2 до 2000 Гц
• Код Грея 2-битный и 4-битный

Цифровой выход

• RS485 полудуплекс
• RS485 полнодуплексный

Эти возможности позволяют интегрировать ультразвуковой датчик ветра как в новые, так и в существующие системы мониторинга.

Для проектов, требующих цифровой связи, перед оформлением заказа необходимо подтвердить режим связи, скорость передачи данных и тип принимающего оборудования.

Как работает ультразвуковое измерение ветра

Ультразвуковое измерение ветра не зависит от вращения механических ветроизмерительных чашек.

Датчик передает ультразвуковые сигналы по заданным акустическим путям. При движении воздуха через зону измерения характеристики распространения ультразвуковых сигналов изменяются.

Анализируя разность фаз ультразвуковых сигналов, датчик вычисляет скорость и направление ветра.

Полученные измерения преобразуются в электрические или цифровые выходные сигналы для использования подключенной системой мониторинга.

Поскольку принцип измерения не требует вращающихся чашек, флюгеров или подшипников для измерения ветра, ультразвуковая технология позволяет избежать использования ряда механических компонентов, подверженных износу в традиционных анемометрах.

Эта характеристика особенно полезна в удаленных или труднодоступных местах.

Почему для мониторинга морских ветроэлектростанций требуется другая конструкция датчиков?

Измерение скорости ветра в открытом море или на побережье отличается от установки универсального датчика ветра в обычных наземных условиях.

Морское оборудование может постоянно подвергаться воздействию различных комбинаций факторов:

• Высокая относительная влажность
• Засоленный воздух
• Сильный ветер
• Резкие изменения погоды
• Воздействие дождя и воды
• Низкие температуры
• Иней и глазурь
• Затрудненный доступ для технического обслуживания.
• Длительные периоды работы без присмотра

Поэтому механическая конструкция, материал корпуса, защита от коррозии, теплоотдача и электрический интерфейс являются важными факторами выбора.

Прибор JW-ST50H(SW04) разработан с учетом этих экологических требований, а не просто для измерения базовой скорости и направления ветра.

Почему нержавеющая сталь 316 важна для применения в морской и прибрежной отраслях

Выбор материалов приобретает особое значение при установке оборудования для мониторинга ветра вблизи моря.

В JW-ST50H(SW04) используется Корпус из нержавеющей стали 316 и указан с помощью коррозионная стойкость C5-M.

Эти характеристики делают датчик более подходящим для сложных условий прибрежной и морской среды, где воздействие влаги и соли может увеличить коррозионное напряжение на полевом оборудовании.

Поэтому инженерам-проектировщикам следует оценивать материалы для датчиков в совокупности со следующими факторами:

• Место установки
• Воздействие соли
• Влажность
• Ожидаемый интервал технического обслуживания
• Диапазон температур
• Условия обледенения
• Монтажная конструкция
• Защита кабеля и разъема

Выбор датчика ветра, основанный только на диапазоне измерений, может не учитывать факторы окружающей среды, которые могут быть не менее важны для длительной эксплуатации в полевых условиях.

Интегрированная система отопления для холодных и обледенелых помещений.

Мониторинг ветра в холодную погоду создает еще одну проблему: обледенение.

Накопление инея, снега или льда вокруг зоны измерения может помешать измерению ветра, если датчик не предназначен для таких условий окружающей среды.

Таким образом, модель JW-ST50H(SW04) включает в себя автоматическая система отопления и регулирования температуры.

Функция обогрева особенно актуальна для таких установок, как:

• Морские ветротурбины в холодных регионах
• Метеостанции северного побережья
• Горные метеорологические станции
• Высотные пункты мониторинга ветра
• промышленная инфраструктура холодных регионов

Когда требуется обогрев, система электропитания должна проектироваться с учетом более высоких требований к мощности в режиме обогрева, а не только с учетом обычного потребления энергии датчиком в процессе работы.

Этот аспект особенно важен для удаленных объектов, использующих солнечные батареи, аккумуляторы или другие ограниченные источники энергии.

C5-M — коррозионная стойкость и защита окружающей среды.

Выбор оборудования для мониторинга морских объектов должен основываться не только на точности датчиков, но и на воздействии окружающей среды.

JW-ST50H(SW04) сочетает в себе:

Корпус из нержавеющей стали 316 + коррозионная стойкость C5-M + степень защиты IP67

для обеспечения возможности монтажа в сложных условиях эксплуатации на открытом воздухе.

Конструкция со степенью защиты IP67 обеспечивает защиту от пыли и воды, а коррозионностойкая конструкция предназначена для использования в условиях, более жестких, чем те, с которыми сталкиваются многие стандартные метеорологические датчики.

Для применения в морских условиях выбор кабельных вводов, разъемов, крепежных элементов и всей монтажной системы также должен соответствовать фактическим условиям окружающей среды.

Уровень защиты одного датчика не определяет устойчивость всей системы мониторинга к воздействию окружающей среды.

Стандарты испытаний на надежность и воздействие окружающей среды

Данный датчик предназначен для эксплуатации в сложных полевых условиях и соответствует следующим стандартам испытаний:

Для проектов, требующих специальной сертификации, согласования с регулирующими органами или приемки заказчиком, пожалуйста, уточните необходимую документацию у компании JW-IoT перед оформлением заказа.

Типичные области применения

1. Морская ветроэнергетика

Для метеорологического и оперативного мониторинга морских ветротурбин и связанной с ними инфраструктуры необходима информация о местных ветрах.

Прибор JW-ST50H(SW04) обеспечивает измерение скорости и направления ветра в коррозионностойкой, немеханической конструкции, предназначенной для работы в сложных условиях морской среды.

Его можно использовать как часть более широкой системы мониторинга погоды в открытом море вместе с дополнительными датчиками окружающей среды и оборудованием для сбора данных.

2. Мониторинг погоды на побережье

На прибрежных мониторинговых станциях часто наблюдаются высокая влажность, воздействие соли и сильный ветер.

Корпус из нержавеющей стали марки 316, коррозионная стойкость класса C5-M и степень защиты IP67 делают датчик подходящим для наблюдения за погодой на побережье и долгосрочного мониторинга на открытом воздухе.

3. Метеорологические районы с холодным климатом и большой высотой над уровнем моря

Низкие температуры, снег и обледенение могут создавать дополнительные проблемы для открытых датчиков ветра.

Встроенная система отопления позволяет рассматривать модель JW-ST50H(SW04) для использования на метеорологических станциях в условиях сурового холода и высокогорья.

4. Наземные ветроэлектростанции

Датчик также может использоваться на наземных ветроэлектростанциях, где требуется ультразвуковая альтернатива традиционным механическим анемометрам.

Широкий диапазон скоростей ветра и множество сигнальных интерфейсов делают его пригодным для интеграции с системами мониторинга ветра и сбора данных.

5. Суровые промышленные открытые площадки

Промышленные объекты, расположенные в агрессивных средах, при низких температурах, сильном ветре или в удаленных районах, могут нуждаться в непрерывном мониторинге ветра для решения экологических или производственных задач.

Наличие аналоговых и RS485 выходов позволяет датчику взаимодействовать с различными промышленными архитектурами сбора данных.

Интеграция системы мониторинга морских ветровых электростанций

Ультразвуковой датчик ветра может работать как самостоятельный полевой прибор или как один из компонентов более широкой системы метеорологического мониторинга.

Типичная архитектура может выглядеть следующим образом:

Ультразвуковой датчик ветра JW-ST50H(SW04)

↓

Датчики погоды/окружающей среды

↓

Регистратор данных, RTU или промышленный контроллер

↓

Коммуникационное устройство

↓

SCADA-система, сервер или платформа мониторинга

В зависимости от требований проекта, данные о ветре могут быть объединены с другими метеорологическими измерениями для централизованного мониторинга.

Благодаря наличию нескольких вариантов вывода сигнала у JW-ST50H(SW04), системные интеграторы могут выбрать интерфейс в соответствии с существующей архитектурой сбора данных, вместо того чтобы проектировать всю систему мониторинга на основе одного единственного проприетарного интерфейса.

Выход RS485 или аналоговый: что выбрать?

Правильный результат зависит от архитектуры мониторинга.

RS485

Протокол RS485 обычно подходит, когда датчику необходимо взаимодействовать с совместимыми устройствами:

• Регистраторы данных
• RTU
• Промышленные контроллеры
• Автоматические метеостанции
• Коммуникационные шлюзы
• Централизованные системы мониторинга

Цифровая связь может упростить интеграцию в тех случаях, когда принимающее устройство уже поддерживает интерфейс датчика.

4–20 мА или другие аналоговые выходы

В тех случаях, когда существующий ПЛК, контроллер или блок сбора данных используют аналоговые входные каналы, предпочтение может быть отдано аналоговому сигналу.

Доступные варианты включают:

• 0–20 мА
• 4–20 мА
• 0–10 В
• 2–10 В
• 0–5 В

Перед выбором выходной конфигурации предоставьте JW-IoT спецификацию входных данных принимающего устройства.

Ультразвуковые и механические датчики ветра

Для мониторинга ветра можно использовать как ультразвуковые, так и механические датчики, но они используют принципиально разные измерительные структуры.

Ни одну из технологий нельзя считать универсально превосходящей для всех областей применения.

Механические датчики ветра могут оставаться актуальными в тех случаях, когда требования проекта, бюджет и условия технического обслуживания позволяют их использовать.

Ультразвуковые датчики становятся особенно привлекательными, когда важными факторами, определяющими проект, являются коррозионная стойкость, способность к обледенению, снижение механического износа и затрудненный доступ для технического обслуживания.

Для проектов, где более подходит механический датчик ветра, см. JW-IoT. Датчик скорости и направления ветра для мониторинга ветроэнергетики..

Для получения информации о дополнительных вариантах датчиков, просмотрите раздел... Ветровые датчики JW-IoT диапазон.

Рекомендации по установке

Для получения достоверных данных об измерении ветра крайне важна правильная установка.

1. Выберите положение для измерения в открытом состоянии.

Установите датчик ветра в таком месте, где окружающие конструкции не будут излишне нарушать воздушный поток.

К потенциальным источникам помех воздушному потоку относятся:

• Здания
• Башни
• Мачты
• Перила
• Антенны
• солнечные панели
• Крупная техника
• Структуры платформы
• Вытяжные отверстия

Точное место установки следует определять в соответствии с целью мониторинга и структурой участка.

2. Обеспечьте правильную ориентацию датчика.

Для измерения направления ветра необходима правильная физическая ориентация датчика.

В процессе ввода в эксплуатацию установщик должен подтвердить требуемое направление и убедиться, что ориентация датчика соответствует конфигурации системы мониторинга.

3. Используйте конструктивно подходящее крепление.

В прибрежных и открытых районах возможны сильные ветровые нагрузки и вибрация.

Таким образом, монтажная мачта, опорная конструкция и крепежные элементы должны быть спроектированы с учетом реальных условий на строительной площадке.

Работоспособность датчика не следует оценивать независимо от механической устойчивости всей установки.

4. Защита электрических соединений

Хотя сам датчик обеспечивает степень защиты IP67, вся кабельная и соединительная система также должна быть надлежащим образом защищена.

Обратите внимание:

• установка авиационных разъемов
• Прокладка кабелей
• Распределительные коробки
• Натяжение кабеля
• Проникновение влаги
• Экранирование кабеля
• Заземление
• Защита от скачков напряжения

Это особенно важно на морских и прибрежных участках.

5. При проектировании системы учитывайте мощность нагрева.

Потребление энергии в обычном режиме работы и потребление энергии в режиме обогрева существенно различаются.

Если будет использоваться функция обогрева, то источник питания системы необходимо выбрать в соответствии с требованиями к обогреву.

Для станций мониторинга, работающих от батарей или солнечной энергии, необходимо рассчитать общую потребность системы в энергии, прежде чем окончательно определять конфигурацию электропитания.

Как выбрать правильную конфигурацию

Перед запросом ценового предложения определите следующую информацию.

Измерение ветра

• Ожидаемая максимальная скорость ветра
• Стандартный диапазон 0–50 м/с или опциональный 0–75 м/с.
• Требуемая точность измерения скорости ветра
• Требования к направлению ветра

Условия окружающей среды

• Место установки
• Минимальная температура
• Максимальная температура
• Относительная влажность
• Воздействие соли
• Условия обледенения
• Высота
• Ожидаемый ветровой режим

Требования к выходным данным

• RS485 полудуплекс
• RS485 полнодуплексный
• 4–20 мА
• Другие текущие выходные данные
• Выходное напряжение
• Импульсный выход
• код Грея

Источник питания

• Доступен источник питания 24 В постоянного тока.
• Требуется ли отопление или нет?
• Источник энергии: электросеть, аккумулятор или солнечная энергия
• Доступная мощность

Системная интеграция

• Существующая метеостанция
• регистратор данных
• ПЛК
• РТУ
• SCADA-платформа
• Коммуникационный шлюз
• Система мониторинга сторонних организаций

Предоставление этой информации позволяет согласовать конфигурацию датчика ветра с фактической системой мониторинга, а не выбирать продукт только из его диапазона измерений.

Запрос на настройку морского ультразвукового датчика ветра

Выбор датчика ветра для морской акватории включает в себя не только диапазон скорости ветра.

Перед выбором окончательной конфигурации следует учитывать материал, защиту от коррозии, требования к обогреву, температуру окружающей среды, электрическую мощность и интеграцию системы.

Отправьте в JW-IoT требования к вашему проекту, включая:

Применение + условия установки + диапазон ветровой нагрузки + минимальная температура + условия обледенения + выходной интерфейс + источник питания + система мониторинга

Наша команда поможет определить подходящую конфигурацию JW-ST50H(SW04) для вашего проекта.

Для получения технических характеристик, конфигурации проекта и коммерческого предложения свяжитесь с компанией JW-IoT.