SONIC(索尼克)SA-21 是 SONIC 二维超声波风速计家族中专为大规模自动气象观测网(AWS)、环境监测站及节能型野外观测设计的低功耗标准型产品。它在保留超声波时间差测量核心算法的基础上,针对功耗、成本与接口兼容性做了系统性优化。
一、低功耗架构与电气特性
SA-21 数字输出工作功耗仅约 0.8 W(典型 60~80 mA @ DC 12 V),不足传统加热型风杯+风向传感器加热器的 1/5~1/10,使其可依靠小功率太阳能+蓄电池系统在无人值守站点常年运行。宽电压输入 DC 9~36 V 兼容车载、光伏及工业 24 V DC 总线。模拟输出版提供两路 4~20 mA(或 0~20 mA)分别对应风速与风向,可直接接入老旧数据采集器无需串口解析。
二、测量性能与 WMO 符合性
风速量程 0~75 m/s(认证至 70 m/s),风速精度 ±2% RD 或 ±0.2 m/s(取大者),风向精度 ±3°,启动风速 <0.05 m/s,时间常数 <0.5 s(可设平均时长)。上述指标满足 WMO《气象仪器与观测方法指南》对 II 类自动气象站风速计的要求,可纳入国家或省级气象部门 AWS 升级改造项目。
三、与常规风杯式的对比优势
对比项 | SA-21 超声波 | 传统风杯+风向标 |
|---|
活动部件 | 无 | 有(轴承/风杯) |
启动风速 | ≈0 m/s | 0.2~0.5 m/s |
抗冰冻 | 可选加热器(需SA-11H);SA-21本体无加热,建议加防护罩或选用SA-11H代替 | 加热型可除冰但功耗高 |
维护周期 | >5 年 | 1~2 年需润滑/更换 |
瞬变响应 | 快(电子采样) | 受转动惯量迟滞 |
四、典型适配场景
自动气象站新建/改造:直接替换风杯组,减少维护巡检频次;
高速公路沿线能见度/横风预警站:低功耗适合偏远路段独立供电;
农田小气候站/病虫害飞防风险评估:微风敏感,利于低空风场记录;
工业厂区无组织排放监控(配合排气筒监测):获取局地风频用于扩散模型输入。
SA-21 体现了 SONIC(索尼克)将超声测风技术向普及型、低功耗化延伸的产品思路,是通用气象观测性价比较高的二维无机械风速计解决方案。