CN101893645B - 超声波风速风向测量装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种风速风向测量技术领域的超声波风速风向测量装置，包括风敏杆、底座、超声波发射器和至少三个超声波接收器，风敏杆是垂直的悬臂结构，超声波发射器固定设于风敏杆的悬空末端，超声波接收器呈等边三角形的固定设于底座上，底座水平设于风敏杆之下，风敏杆的固定端在底座上的投影和三个超声波接收器组成的等边三角形的中心相重叠。本发明只用一个超声波发射器和三个接收器就达到了既能测量风速也能测量风向的目的，与现有技术相比，不仅结构简单，而且由于采用了风敏杆，使超声波发射器到超声波接收器的距离会在风吹动下会发生，从而可以大大地减小体积并提高测量灵敏度。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种风速风向测量技术领域的装置，尤其涉及的是一种超声波风速风向测量装置。
背景技术
风速以及风向的测量在众多的领域都有着重要的意义，如环境监测、空气调节系统和工农业应用。在风速测量中用到的风速传感器主要有机械式、热式和非热式等。
但这些风速传感器都各有缺点：机械风杯风向标的结构大且容易损坏；热式风速传感器受环境温度和湿度的影响较大且功耗大；典型超声风速传感器发射和探测接收头位置固定，因此相对结构较大。
近些年来，一些新型的风速传感器已被开发。基于微机电(MEMS)技术的微型流速传感器具有体积小，价格低等优点，是最近几年研究热点，但MEMS热式风速传感器具有功耗大、存在温漂、灵敏度低等缺点。另外，传统的超声波风速传感器测量系统也具有体积大等缺点。
发明内容
发明目的：本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种超声波风速风向测量装置，将超声波发射器固定于风敏杆的末端，风敏杆在风的作用下摆动时会偏离静止时的位置，从而能够改变发射器到三个接收器的距离，可大大提高灵敏度。
技术方案：本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括风敏杆、底座、超声波发射器和三个超声波接收器，其中：风敏杆是垂直的悬臂结构，超声波发射器固定设于风敏杆的悬空末端，超声波接收器呈等边三角形的固定设于底座上，底座水平设于风敏杆之下，风敏杆的固定端在底座上的投影和三个超声波接收器组成的等边三角形的中心相重叠。
所述的底座是圆盘形底座，所述的底座半径不小于风敏杆的半径。
本发明的工作原理是：超声波发射器与三个接收器构成了一个四面体，其中三个超声波接收器呈等边三角形分布，它们的位置不会变动；超声波发射器的位置随着风敏杆的摆动而变动。这样，超声波发射器到三个超声波接收器的距离便会改变，通过测量超声波从超声波发射器到每个超声波接收器的传播时间或每个超声波接收器的时间差就可算得距离，从而得知风敏杆倾斜的角度和倾斜的方向，进而测得风速和风向。
有益效果：本发明只用一个超声波发射器和三个接收器就达到了既能测量风速也能测量风向的目的，与现有技术相比，不仅结构简单，而且由于采用了风敏杆，使超声波发射器到超声波接收器的距离会在风吹动下会发生，从而可以大大地减小体积并提高测量灵敏度。
附图说明
附图是本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如附图所示，本实施例包括风敏杆1、底座2、超声波发射器3和三个超声波接收器，其中：风敏杆1是垂直的悬臂结构，超声波发射器3固定设于风敏杆1的悬空末端，底座2水平设于风敏杆1之下，第一超声波接收器4、第二超声波接收器5和第三超声波接收器6分别固定于底座2上，并且三个超声波接收器呈等边三角形形状，风敏杆1的固定端在底座2上的投影和三个超声波接收器组成的等边三角形的中心相重叠。
所述的底座2是圆盘形底座且圆盘的半径不小于风敏杆1的半径。
所述的风敏杆1是弹性材料制成的中空结构，中空位置用于放置连接超声波发射器(3)的导线。
Claims (2)
1.一种超声波风速风向测量装置，其特征在于，包括风敏杆(1)、底座(2)、超声波发射器(3)和三个超声波接收器，其中：风敏杆(1)是垂直的悬臂结构，超声波发射器(3)固定设于风敏杆(1)的悬空末端，超声波接收器呈等边三角形的固定设于底座(2)上，底座(2)水平设于风敏杆(1)之下，风敏杆(1)的固定端在底座(2)上的投影和三个超声波接收器组成的等边三角形的中心相重叠；所述的底座(2)是圆盘形底座；所述的风敏杆(1)是弹性材料制成中空结构，中空位置上设有用于连接超声波发射器(3)的导线。
2.根据权利要求1所述的超声波风速风向测量装置，其特征在于：所述的底座(2)半径不小于风敏杆(1)的半径。
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