CN105628964B - 一种简易的风向风速传感器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种简易的风向风速传感器，包括底座、支架固定在底座上，感应框设置在底座的上端面上，风敏杆悬挂在支架上，风敏杆位于感应框的中心轴处，风敏杆的自由端低于感应框的上沿，感应框的每一个边的内侧均设有应力传感器，应力传感器将检测到的信号传送给风速转换电路模块，风速转换电路模块与显示屏电连接，电源模块提供电源。与现有技术相比，本发明的有益效果是：对流场的破坏小、测量惯性小、能测量低风速、精度高、使用寿命长；工艺简单、输出信号大、结构可靠；能同时测量风速和风向；节省安装空间，对气流扰动小；本发明同时具有质量轻、精度高、长寿命、结构简单可靠的特点。

Description

一种简易的风向风速传感器
技术领域
本发明涉及一种简易的风向风速传感器。
背景技术
风速传感器是可连续监测风速大小，并能够对所处位置的风速进行实时显示的重要仪表。该传感器广泛应用在矿山，电力，烟草，医药等需要实时监测风速的领域。风速传感器的类型与性能直接影响系统风量的检测和控制质量。风速传感器品种繁多,最常用的是皮托管式风速传感器,超声波涡旋式风速传感器,螺旋桨风速传感器和热线、热膜式风速传感器等。目前,我国及欧美各厂家的变风量末端装置均采用皮托管式风速传感器。现有的皮托管式风速传感器在4-16m/s范围具有良好的精度，但是在小风速测量方面具有局限性，低于2m/s无法测量，在一些微小风速的测量场合无法使用。
中国专利201520608389.8，公开的一种微风速传感器，包括外壳、空心的探测杆、接杆、显示屏、按键和传感器模块电路板，传感器模块电路板安装在外壳内部，显示屏和按键安装在外壳上，探测杆通过接杆与传感器模块电路板固定，探测杆的杆壁上开有全压测压孔，杆壁上与全压测压孔相对应的位置开有静压测压孔，一个全压测压孔与一个静压测压孔为一对通气孔，探测杆上有多对通气孔。
其虽然具有以下优点：通过设置多对通风孔，可以使空气混合的更均匀，可测量0-20m/s之间的风速，尤其适用于0.2～2m/s微风速的测量，精度达到0.1m/s，填补了皮托管原理的风速传感器不能测量微风速的空白，使测量值更精确。
但是其缺点是：使用时，全压测压孔的孔面与气流方向垂直，杆壁上与全压测压孔相对应的位置开有静压测压孔，使用时具有局限性。
中国专利201220738970.8，公开了一种风速传感器，包括 ：壳体，所述壳体具有内腔和第一螺纹结构；风速机构，设于所述壳体上；传动轴机构，设于所述壳体的所述内腔中，且与所述风速机构连接；轴承机构，设于所述壳体的所述内腔中，与所述壳体内壁连接，且与所述传动轴机构连接；
风速转换电路模块，设于所述壳体的所述内腔，用于将所述风速机构检测到的风速变化转换成数字信号输出 ；
电源装置，与所述风速转换电路模块连接，并为其供电 ；
底座机构，包括底座，所述底座上具有与所述第一螺纹结构配合的第二螺纹结构，所述底座机构通过所述第二螺纹与所述第一螺纹的配合来实现与所述壳体螺纹连接在一起，从而将所述传动轴机构，所述轴承机构和所述风速转换电路模块封装在所述壳体的所述内腔中 ；
其特征在于 ：所述底座机构上设有第一定位结构，所述壳体上设有第二定位结构；所述传感器还包括卡闩定位部件；当所述壳体与所述底座机构通过所述螺纹连接相互旋紧后，所述卡闩定位部件分别与所述第一定位结构和所述第二定位结构进行配合，使得所述底座机构与所述壳体间在周向上形成相对定位。
虽然其具有以下优点：所述底座机构上设有第一定位结构，所述壳体上设有第二定位结构；所述传感器还包括卡闩定位部件；当所述壳体与所述底座机构通过所述螺纹连接相互旋紧后，所述卡闩定位部件分别与所述第一定位结构和所述第二定位结构进行配合，使得所述底座机构与所述壳体间在周向上形成相对定位。上述设计可以在壳体与底座相对旋紧后，即使发生震动，也不会再发生松动， 从而影响检测精度，影响风速传感器的工作可靠性，这是因为卡闩定位部件将两者在周向上进行了相对定位的缘故。
但其在测量过程中是通过旋转部件来检测风速和风向的，风速传感器和螺旋浆风速传感器因旋转质量有限，传感器器惯性较大，转动部分破坏流场，不能测量较低的风速，误差较大，使用寿命有限。
发明内容
本发明需要解决的问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种简易的风向风速传感器。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种简易的风向风速传感器，包括底座、7字型的支架、风敏杆、正八边形的感应框，支架固定在底座上，感应框设置在底座的上端面上，风敏杆悬挂在支架上，风敏杆位于感应框的中心轴处，风敏杆的自由端低于感应框的上沿，感应框的每一个边与风敏杆的自由端之间的垂直距离为0.1-5mm，感应框的每一个边的内侧均设有应力传感器，应力传感器将检测到的信号传送给风速转换电路模块，风速转换电路模块与显示屏电连接，电源模块为应力传感器、风速转换电路模块和显示屏提供电源；
所述的风敏杆为圆柱形杆，且在风敏杆中部设有一个圆形或椭圆形的膨大部，膨大部为空心结构；
所述的应力传感器，用于检测风敏杆的自由端与感应框的各边之间的应力，并将应力信号传送给风速转换电路模块；
所述的风速转换电路模块，用于接收应力传感器传送的应力信号，并对应力信号转换为风速信号，再将风速信号转换成数字信号输出；
所述的显示屏，用于显示风速转换电路模块输出的风速和风向信息。
感应框的每一个边与风敏杆的自由端之间的垂直距离为0.1-2mm。
所述的底座为圆盘形。
所述的风速转换电路模块内设有A/D 转换器。
所述的应力传感器为电阻型传感器。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
（1）本发明对流场的破坏小、测量惯性小、能测量低风速、精度高、使用寿命长；
（2）工艺简单、输出信号大、结构可靠；
（3）能同时测量风速和风向；
（4）节省安装空间，对气流扰动小；
（5）本发明同时具有质量轻、精度高、长寿命、结构简单可靠的特点；
（6）正八边形的感应框对应八个风向，可以很直观的看出风向；
（7）膨大部可以扩大风对风敏杆的推力，对微风感应更灵敏。
附图说明
图1是本发明的简易的风向风速传感器的结构示意图；
其中，1、底座，2、支架，3、风敏杆，4、感应框，5、应力传感器，6、风速转换电路模块，7、显示屏，8、电源模块，9、膨大部。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
其中，1、底座，2、支架，3、风敏杆，4、感应框，5、应力传感器，6、风速转换电路模块，7、显示屏，8、电源模块，9、膨大部。
如图1所示，一种简易的风向风速传感器，包括底座、7字型的支架、风敏杆、正八边形的感应框，支架固定在底座上，感应框设置在底座的上端面上，风敏杆悬挂在支架上，风敏杆位于感应框的中心轴处，风敏杆的自由端低于感应框的上沿，感应框的每一个边与风敏杆的自由端之间的垂直距离为0.1-5mm，感应框的每一个边的内侧均设有应力传感器，应力传感器将检测到的信号传送给风速转换电路模块，风速转换电路模块与显示屏电连接，电源模块为应力传感器、风速转换电路模块和显示屏提供电源；
所述的风敏杆为圆柱形杆，且在风敏杆中部设有一个圆形或椭圆形的膨大部，膨大部为空心结构；
所述的应力传感器，用于检测风敏杆的自由端与感应框的各边之间的应力，并将应力信号传送给风速转换电路模块；
所述的风速转换电路模块，用于接收应力传感器传送的应力信号，并对应力信号转换为风速信号，再将风速信号转换成数字信号输出；
所述的显示屏，用于显示风速转换电路模块输出的风速和风向信息。
感应框的每一个边与风敏杆的自由端之间的垂直距离为0.1-2mm。
所述的底座为圆盘形。
所述的风速转换电路模块内设有A/D 转换器。
所述的应力传感器为电阻型传感器。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
（1）本发明对流场的破坏小、测量惯性小、能测量低风速、精度高、使用寿命长；
（2）工艺简单、输出信号大、结构可靠；
（3）能同时测量风速和风向；
（4）节省安装空间，对气流扰动小；
（5）本发明同时具有质量轻、精度高、长寿命、结构简单可靠的特点；
（6）正八边形的感应框对应八个风向，可以很直观的看出风向；
（7）膨大部可以扩大风对风敏杆的推力，对微风感应更灵敏。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (1)

1.一种简易的风向风速传感器，其特征在于：包括底座、7字型的支架、风敏杆、正八边形的感应框，支架固定在底座上，感应框设置在底座的上端面上，风敏杆悬挂在支架上，风敏杆位于感应框的中心轴处，风敏杆的自由端低于感应框的上沿，感应框的每一个边的内侧均设有应力传感器，应力传感器将检测到的信号传送给风速转换电路模块，风速转换电路模块与显示屏电连接，电源模块为应力传感器、风速转换电路模块和显示屏提供电源；
所述的风敏杆为圆柱形杆，且在风敏杆中部设有一个圆形或椭圆形的膨大部，膨大部为空心结构；
所述的应力传感器，用于检测风敏杆的自由端与感应框的各边之间的应力，并将应力信号传送给风速转换电路模块；
所述的风速转换电路模块，用于接收应力传感器传送的应力信号，并对应力信号转换为风速信号，再将风速信号转换成数字信号输出；
所述的显示屏，用于显示风速转换电路模块输出的风速和风向信息；
感应框的每一个边与风敏杆的自由端之间的垂直距离为0.1-2mm；
所述的底座为圆盘形；
所述的风速转换电路模块内设有A/D 转换器；
所述的应力传感器为电阻型传感器。
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