CN101000361A - 风速模拟装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种风速模拟装置，其特征在于它包括定位调整机架，调整机架上装有调速电机或包含有电机调速器的电机。本发明风速模拟装置是专为螺旋桨式测风传感器制造的风速模拟装置，在做测试检验时，能够模拟风速和测得实际风速值，并能够实时显示，模拟风速十分准确，能够准确地提供模拟风速和实际风速值的关系，为检验测风传感器的质量和品质提供了依据。
Description
技术领域
本发明涉及仪器仪表，具体说是一种风速模拟装置。
背景技术
测风传感器是用来测量风速、风向参数的，其测量范围是一定的，不同种类传感器在出厂前都要根据标准在测量范围内进行参数测试，以检验是否超差。通常是对6-10种风速进行模拟，然后将传感器的实测值和模拟值进行比对。若检查出实测值和模拟值存在误差，则应针对测风传感器的电器元件及结构进行检查或修理。
螺旋桨式风传感器风速的测试方法是通过人工手动旋转螺旋桨进而带动风速轴来模拟风速，当某一定值风速吹到螺旋桨上时，螺旋桨转速一定，也就是说风速轴的转速是固定的，即其输出的脉冲数量应固定，通过脉冲数量计算得出的实测风速值也应是固定的，否则说明该风传感器不合格。所以，每一定值风速对应风速轴一固定转速值。如果要对某种风速进行测试检验，就要计算出该风速对应的风速轴转速，然后通过某种动力转动风速轴来模拟风速以达到该转速，比较风传感器输出到测试仪器的实际风速值和模拟值是否一致。
由于现有的模拟风速是通过人工旋转螺旋桨叶通过示波器显示波形是否均匀进行判断，而人工旋转螺旋桨叶模拟风速的大小是凭经验实现，因而模拟风速很不准确，几乎不能显现模拟风速值是否准确。若采用风洞实验，则成本太高，且具有风洞实验的城市和单位也十分有限，因而在现时生产中无法采用。
如何获得模拟风速，并将模拟值与实际值比对，则是本发明面临的设计课题。
发明内容
本发明提供一种风速模拟装置，在螺旋桨式测风传感器风速测试的时候，模拟出需要测试的风速值，以解决现有技术存在的问题。
本发明的另一个目的是将测风传感器的实际风速值测出。
为了达到解决上述技术问题的目的，本发明的技术方案是，一种风速模拟装置，其特征在于它包括定位调整机架，调整机架上装有调速电机或包含有电机调速器的电机。
在本发明中，还具有以下技术特征：所述的定位调整机架上还设有圆形调整环，圆形调整环上设有锁紧螺母。圆形调整环能够自由调节直径大小，将圆形调整环套入风传感器机身，径向调整圆环到合适位置，拧紧锁紧螺母即可。
在本发明中，还具有以下技术特征：电机轴上装有橡胶软管。电机轴与风速轴用橡胶软管连接，这样可消除刚性连接带来的扭矩，减少负载，提高可靠性和使用寿命。
在本发明中，还具有以下技术特征：还包括有测量测风传感器的实际风速值的测试仪器，测试仪器的信号采集处理模块中包含一光隔电路，所述光隔电路接收风传感器输出的风速脉冲信号，脉冲信号经滤波、整形电路进入CPU的中断信号输入端，所述CPU执行中断服务程序，将计算出的实际风速经串行接口输出到显示器中。
在本发明中，还具有以下技术特征：所述光隔电路采用一光电耦合器实现。
在本发明中，还具有以下技术特征：所述滤波、整形电路为施密特整形电路。
在本发明中，还具有以下技术特征：所述CPU通过I2C总线与EPROM和RAM存储器相连，分别对CPU的程序和临时数据进行存储。
在本发明中，还具有以下技术特征：所述CPU的时钟端经时钟电路与外部晶振相连，为其提供基准时钟。
所述测试仪器的输入信号来自测风传感器的输出脉冲，仪器内部的处理器根据脉冲的电平变化，启动计数器，获得每秒输出的脉冲数量，而后用已建立的数学模型计算出风传感器的实测风速。
本发明具有以下优点和积极效果
1.本发明风速模拟装置是专为螺旋桨式测风传感器制造的风速模拟装置，在做测试检验时，能够模拟风速和测得实际风速值，并能够实时显示，模拟风速十分准确，能够准确地提供模拟风速和实际风速值的关系，为检验测风传感器的质量和品质提供了依据。
2.本发明风速模拟装置为智能化仪器，操作简单，快速方便且准确，提高了检测效率，使风速测试检验具有实效性，比对性。
3.本发明风速模拟装置提供了一种有效的风速测试手段，且结构简单、造价低、实用性强。
附图说明
图1为本发明风速模拟装置的结构示意图；
1.电机调速器；2.电机；3.定位调整机架；4.橡胶软管；5.圆形调整环；6.传感器头体；7.螺旋桨；8.风速轴；9.传感器机身；10.测试仪器；11测风传感器。
图2为风速模拟装置测试仪器的原理框图。
具体实施方式
参见图1，风速模拟装置包括定位调整机架3，定位调整机架3上装有包含有电机调速器1的电机2。电机2可以是无极调速，通过操作电机调速器1上的增加/减少按钮，控制电机2转速达到与所模拟的风速相对应的转速。
定位调整机架3前端上还设有圆形调整环5。圆形调整环5能够自由调节直径大小，将圆形调整环5套入风传感器机身9，径向调整圆环5到合适位置，拧紧锁紧螺母即可。
为了实现软连接，消除扭矩，电机2轴上装有橡胶软管4。
参见图2，测量测风传感器11的实际风速值的测风仪器10，测试仪器10的信号采集处理模块中包含一光隔电路，所述光隔电路接收风传感器输出的风速脉冲信号，脉冲信号经滤波、整形电路进入CPU的中断信号输入端，所述CPU执行中断服务程序，将计算出的实际风速经串行接口输出到显示器上。
光隔电路采用一光电耦合器实现。
所述滤波、整形电路为施密特整形电路。
所述CPU通过I2C总线与EPROM和RAM存储器相连，分别对CPU的程序和临时数据进行存储。
所述CPU的时钟端经时钟电路与外部晶振相连，为提供基准时钟。
螺旋桨式测风传感器11做风速测试检验时，1米/秒的风速吹动传感器，螺旋桨每秒的转数，即风速轴每秒的转数n是固定的，当用一定值风速V1吹动传感器时，其风速轴每秒的总转数N可根据公式N＝V1×n计算出来。
参见图1和图2，卸下风传感器头体6和螺旋桨7，将电机2套在定位调整机架3的弯头上并锁紧，在定位调整机架3的直头处固定好圆形调整环5，将圆形调整环5套入风传感器机身9，径向调整圆环到合适位置，拧紧锁紧螺母，移动定位调整机架3上的滑块，使电机轴与风速轴的距离适当，将电机轴上的橡胶软管4套在风速轴8上，调整电机轴和风速轴8的同心度，最后锁紧滑块。
操作电机调速器上的增加/减少按钮，控制电机转速达到N，此时即模拟出定值风速V1。
随着测风传感器11的连续转动，其每秒输出的一定数量脉冲，脉冲进入测试仪器10的光隔电路，进而经滤波、整形电路处理后，触动CPU的中断输入端INT0，CPU响应后，执行中断服务程序，接收风传感器每秒输出的脉冲数量，CPU定时计数所用基准时钟是通过时钟电路由外部晶振OSC提供的。
CPU根据已建立的数学模型，通过输入的脉冲数量计算出实际测得的风速值V2，经串行接口显示输出。比较V1和V2，即获得测试检验结果。
在测试仪器10中还包含由一EPROM程序存储器和一RAM存储器，EPROM存储CPU的初始化程序、中断程序及主程序。系统上电后，经I2C总线，CPU进入正常工作模式。RAM存储器对CPU产生的临时数据进行存储。测试仪器10通过采用上述电路结构实现了对脉冲信号的采集和处理功能，完成了实测风速的实时显示输出。
当V1和V2存在的误差超限时，说明测风传感器11存在问题，应进行检查或修理。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员，在本发明的实质范围内，作出的变化、改型、添加或替换，都应属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种风速模拟装置，其特征在于它包括定位调整机架，调整机架上装有调速电机或包含有电机调速器的电机。
2.根据权利要求1风速模拟装置，其特征在于所述的定位调整机架上还设有圆形调整环，圆形调整环上设有锁紧螺母。
3.根据权利要求2风速模拟装置，其特征在于电机轴上装有橡胶软管。
4.根据权利要求1风速模拟装置，其特征在于还包括有测量测风传感器的实际风速值的测试仪器，测试仪器的信号采集处理模块中包含一光隔电路，所述光隔电路接收风传感器输出的风速脉冲信号，脉冲信号经滤波、整形电路进入CPU的中断信号输入端，CPU执行中断服务程序，将计算出的实际风速经串行接口输出到显示器中。
5.根据权利要求4风速模拟装置，其特征在于所述光隔电路采用一光电耦合器实现。
6.根据权利要求4风速模拟装置，其特征在于所述滤波、整形电路为施密特整形电路。
7.根据权利要求4风速模拟装置，其特征在于所述CPU通过I2C总线与EPROM和RAM存储器相连，分别对CPU的程序和临时数据进行存储。
8.根据权利要求4风速模拟装置，其特征在于所述CPU的时钟端经时钟电路与外部晶振相连，为其提供基准时钟。
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