CN106226547A - 一种用于风雪冰冻天气下的风速风向仪 - Google Patents

Abstract

本发明属于风向传感器领域，具体为一种用于风雪冰冻天气下的风速风向仪，包括风杯、安装于风杯上的防雨罩以及用于支撑风杯的支撑架；所述风杯包括外层、中层与内层，所述外层为柔性太阳能电池层；中层包括连接于柔性太阳能电池的蓄电池；内层为风杯体；所述蓄电池的一电极与风杯体以可导电的方式接触连接，另一电极通过水银柱连接于风杯体，并且蓄电池连接水银柱的一电极、水银柱以及风杯体共同形成密闭的真空空间；所述水银柱在位于蓄电池的一侧带有水银泡。其能防止霜冻天气对风速风向的影响，能够应用于各地的冰雪天气，其结构简单，抗冰冻效果好、并且维修方便。

Description

一种用于风雪冰冻天气下的风速风向仪

技术领域

本发明属于风向传感器领域，具体为一种用于风雪冰冻天气下的风速风向仪。

背景技术

风速风向仪和风向仪是气象监测的常用设备。目前，应用于北方冬季的风速风向仪普遍存在结冰而导致风速风向仪不能正常工作的现象。

争对这个问题，中国专利CN205263117U“一种风速风向仪支撑架”，包括横臂和支撑架，所述横臂为中空方形臂，所述横臂上端面的两端部处设置有筒状风座，所述横臂上端面正对所述风座处设置有漏水孔，所述横臂下端面正对所述漏水孔处设置有漏水口；所述横臂上端面位于两风座之间处设置有线盒，所述线盒一侧面上设置有若干个出线孔，所述横臂与出线孔同侧的侧面上设置有两个进线孔；所述支撑架包括上支撑板、下支撑板和立柱，所述立柱位于所述上支撑板和下支撑板之间，所述上支撑板与所述横臂的下端面相连。其是通过设置排水孔和排水槽，使进入支撑架内部的水分可顺利排出，防止支撑架发生锈蚀和内部线路的破坏，大大提高了支撑架的使用寿命和使用安全性。但其并不能很好的应用于霜冻风雪天气。

也有中国专利CN204241499U“一体式风速风向仪”，包括椭圆形壳体，壳体由上壳体和下壳体两部份连接构成，上壳体的纵向中心方向设有可转动的风标轴，风标轴的顶端往上延伸出上壳体，并在其顶端安装有风标，风标轴的底端安装有风标转盘，风标转盘表面开设有穿透风标转盘的透光孔，透光孔的上方固定有第一光电传感器，第一光电传感器连接有控制芯片，控制芯片用于将接受的电信号转换为风速和风向的数据，下壳体的纵向中心方向设有可转动的风杯轴，风杯轴的底端往下延伸出下壳体，并在其底端安装有风杯，风杯轴的顶端设有风杯转盘，风杯转盘表面开设有延伸至圆周上的导光槽，并在风杯转盘下方设有向上照射的光源，在风杯转盘的圆周外侧设有一安装在下壳体内侧面的第二光电传感器，该第二光电传感器与控制芯片电连接，在风杯上安装有与风杯共同旋转的发热体，且在该发热体的内侧还设有固定在下壳体上用于产生交变磁场的交变磁场发生装置，以及与该交变磁场发生装置相连接并为其提供高频电流的高频电路，所述交变磁场发生装置由内部设有轴承的圆盘形骨架，分布在该圆盘形骨架周边并嵌入在其内部的一根以上的导磁条，以及缠绕在该圆盘形骨架侧壁上的线圈组成，该轴承紧套在下壳体上，线圈则与高频电路相连接。其是采用了磁感应加热方式来对风速风向仪进行加热，即本实用新型的发热体在随着转轴同步旋转的同时能切割交变磁场发生装置所产生的交变磁场，从而产生热量，并将该热量传递给风速风向仪，能够保证风速风向仪在低温条件下正常使用。但其结构复杂，一旦发生故障，则很难维修。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种用于风雪冰冻天气下的风速风向仪，其能防止霜冻天气对风速风向的影响，能够应用于各地的冰雪天气，其结构简单，抗冰冻效果好、并且维修方便。

为实现上述技术目的，本发明采取的具体的技术方案为，一种用于风雪冰冻天气下的风速风向仪，包括风杯、安装于风杯上的防雨罩以及用于支撑风杯的支撑架；所述风杯包括外层、中层与内层，所述外层为柔性太阳能电池层；中层包括连接于柔性太阳能电池的蓄电池；内层为风杯体；所述风杯体为电加热材料制备而成；所述蓄电池的一电极与风杯体以可导电的方式接触连接，另一电极通过水银柱连接于风杯体，并且蓄电池连接水银柱的一电极、水银柱以及风杯体共同形成密闭的真空空间；所述水银柱在位于蓄电池的一侧带有水银泡；所述水银泡外包裹有保温层，保温层的温度保证水银柱中的水银发生热膨胀，并且发生热膨胀的水银能同时接触蓄电池与风杯体，并使得蓄电池与风杯体、风杯体形成电路循环；

所述防雨罩包括环形挡雨板层以及位于挡雨板层下方并与挡雨板层同轴的环形导流板层；所述环形挡雨板层包括若干层在同一平面上同轴环形分布的挡雨板；每层挡雨板包括若干挡雨片，若干个挡雨片呈环形分布，环形分布的若干个挡雨片的轴线与挡雨板层的轴线一致，并且每个挡雨片与至少相邻一个挡雨片固定连接，同时每个挡雨片成同一角度向环形挡雨板层的轴线倾斜，另外挡雨片设置的密度能够保证截留所有落向挡雨板层的雨水；

所述导流板层包括若干个导流板，若干个导流板分别固定于每个挡雨片的下方；所述导流板层向导流板层轴线倾斜设置，且固定于距挡雨板层轴线最远一层挡雨板下方的导流板位置最高，固定于距挡雨板层轴线最近一层挡雨板下方的导流板位置最低，同时连接于同一层挡雨板下的导流板位置高度一致；

所述支撑架设有导流通槽，所述导流通槽设有导流入口与导流出口，导流通槽的导流入口连接于距导流板层轴线最近的导流板的最低端，导流出口设置于支撑架上并位于风杯下方；而导流板层的尺寸及倾斜角度保证导流板层能接取挡雨板层所截留的雨水并将截留的雨水导入导流通槽。

作为本发明改进的技术方案，还包括支撑架底座；所述支撑架底座包括连接部以及若干个安装于连接部底端的纵向插钎；所述连接部用于固定支撑架。

作为本发明改进的技术方案，所述纵向插钎在远离连接部的一端设有若干个横向的阻止钎。

作为本发明改进的技术方案，所述电加热材料为铁铬铝合金、镍铬合金或镍铬铁合金。

作为本发明改进的技术方案，所述电加热材料包括如下重量份的各物质：

水银 3-5份

云母片5-9份

铝 20-40份

膨胀石墨 2-6份。

有益效果

本发明通过电加热的方式对风速风向仪的连接件进行加热，通过设定连接件的材料使得连接件在接通电源后能够快速产热，设定风杯的材料使得风杯能够快速获得热量，其加热结构简单，且方便维修，可直接应用于现有技术的风杯上。通过防雨罩结构的设计使得在大风大雨的情况下，防雨罩能够阻挡雨雪而保证风能正常通过，使得风速风向仪不会受到雨水的冲击，保证了风速风向仪的测量精度。

附图说明

图1 本发明的一种用于风雪冰冻天气下的风速风向仪的结构示意图；

图2 本发明的一种用于风雪冰冻天气下的风速风向仪中风杯的截面图；

图3 本发明的一种用于风雪冰冻天气下的风速风向仪中挡雨板层的结构示意图；

图4 本发明的一种用于风雪冰冻天气下的风速风向仪中挡雨板与导流板的位置关系示意图；

图5 本发明的一种用于风雪冰冻天气下的风速风向仪中连接于不同层挡雨板下的导流板位置关系示意图；

图中：1、风杯；11、内层；12、中层；13、外层；14、水银柱；2、防雨罩；21、环形挡雨板层；22、环形导流板层；23、挡雨片；24、导流板；3、支撑架；4、导流入口；5、导流出口。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本发明中所述的“内、外”的含义指的是相对于设备本身而言，指向设备内部的方向为内，反之为外，而非对本发明的装置机构的特定限定。

本发明中所述的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接。

实施例

如附图1-5所示的一种用于风雪冰冻天气下的风速风向仪，包括风杯1、安装于风杯1上的防雨罩2以及用于支撑风杯1的支撑架3，风杯1与支撑架3之间采用连接件连接，连接件能够保证风杯1沿支撑架3的轴线在水平面上自由旋转；所述风杯1包括外层13、中层12与内层11，所述外层13为柔性太阳能电池层；中层12包括连接于柔性太阳能电池的蓄电池，柔性太阳能电池能用于对蓄电池进行充电；内层11为风杯体；所述风杯体为电加热材料制备而成，其能使得在通电状态下风杯体能快速升温；所述蓄电池的一电极与风杯体以可导电的方式接触连接，另一电极通过水银柱14连接于风杯体，并且蓄电池连接水银柱14的一电极、水银柱14以及风杯体共同形成密闭的真空空间；所述水银柱14在位于蓄电池的一侧带有水银泡；所述水银泡外包裹有保温层，保温层的温度保证水银柱14中的水银发生热膨胀，并且发生热膨胀的水银能同时接触蓄电池与风杯体，并使得蓄电池与风杯体、风杯体形成电路循环；通过水银的在温差环境下的热膨胀实现风杯体的自动加热与断电，有效避免了风杯体被过度加热

所述防雨罩2包括环形挡雨板层21以及位于挡雨板层下方并与挡雨板层同轴的环形导流板层22；所述环形挡雨板层21包括若干层在同一平面上同轴环形分布的挡雨板；每层挡雨板包括若干挡雨片23，若干个挡雨片23呈环形分布，环形分布的若干个挡雨片23的轴线与挡雨板层的轴线一致，并且每个挡雨片23与至少相邻一个挡雨片23固定连接，同时每个挡雨片23呈同一角度向环形挡雨板层21的轴线倾斜，另外挡雨片23设置的密度能够保证截留所有落向挡雨板层的雨水；

所述导流板24层包括若干个导流板24，若干个导流板24分别固定于每个挡雨片23的下方；所述导流板24层向导流板24层轴线倾斜设置，且固定于距挡雨板层轴线最远一层挡雨板下方的导流板24位置最高，固定于距挡雨板层轴线最近一层挡雨板下方的导流板24位置最低，同时连接于同一层挡雨板下的导流板24位置高度一致；

所述支撑架3设有导流通槽，所述导流通槽设有导流入口4与导流出口5，导流通槽的导流入口4连接于距导流板24层轴线最近的导流板24的最低端，导流出口5设置于支撑架3上并位于风杯1下方；而导流板24层的尺寸及倾斜角度保证导流板24层能接取挡雨板层所截留的雨水并将截留的雨水导入导流通槽。

为了增加风速风向仪的稳定性，还包括支撑架3底座；所述支撑架3底座包括连接部以及若干个安装于连接部底端的纵向插钎；所述连接部用于固定支撑架3。所述纵向插钎在远离连接部的一端设有若干个横向的阻止钎。

为了保证风杯体能再通电的轻快下能被快速加热，所述电加热材料为铁铬铝合金、镍铬合金或镍铬铁合金。

所述电加热材料包括如下重量份的各物质：

水银 3-5份

云母片5-9份

铝 20-40份

膨胀石墨 2-6份。

电加热材料是将水银、云母片、铝以及膨胀石墨混合均匀后得到，在通电的轻快下能被快速加热，其中水银促进电流均衡，当风杯体温度过高时，膨胀石墨膨胀，热传导速度变慢，避免形成热气流，同时保温效果好。

以上仅为本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种用于风雪冰冻天气下的风速风向仪，其特征在于，包括风杯、安装于风杯上的防雨罩以及用于支撑风杯的支撑架；所述风杯包括外层、中层与内层，所述外层为柔性太阳能电池层；中层包括连接于柔性太阳能电池的蓄电池；内层为风杯体；所述风杯体为电加热材料制备而成；所述蓄电池的一电极与风杯体以可导电的方式接触连接，另一电极通过水银柱连接于风杯体，并且蓄电池连接水银柱的一电极、水银柱以及风杯体共同形成密闭的真空空间；所述水银柱在位于蓄电池的一侧带有水银泡；所述水银泡外包裹有保温层，保温层的温度保证水银柱中的水银发生热膨胀，并且发生热膨胀的水银能同时接触蓄电池与风杯体，并使得蓄电池与风杯体、风杯体形成电路循环；

所述防雨罩包括环形挡雨板层以及位于挡雨板层下方并与挡雨板层同轴的环形导流板层；所述环形挡雨板层包括若干层在同一平面上同轴环形分布的挡雨板；每层挡雨板包括若干挡雨片，若干个挡雨片呈环形分布，环形分布的若干个挡雨片的轴线与挡雨板层的轴线一致，并且每个挡雨片与至少相邻一个挡雨片固定连接，同时每个挡雨片成同一角度向环形挡雨板层的轴线倾斜，另外挡雨片设置的密度能够保证截留所有落向挡雨板层的雨水；

所述导流板层包括若干个导流板，若干个导流板分别固定于每个挡雨片的下方；所述导流板层向导流板层轴线倾斜设置，且固定于距挡雨板层轴线最远一层挡雨板下方的导流板位置最高，固定于距挡雨板层轴线最近一层挡雨板下方的导流板位置最低，同时连接于同一层挡雨板下的导流板位置高度一致；

所述支撑架设有导流通槽，所述导流通槽设有导流入口与导流出口，导流通槽的导流入口连接于距导流板层轴线最近的导流板的最低端，导流出口设置于支撑架上并位于风杯下方；而导流板层的尺寸及倾斜角度保证导流板层能接取挡雨板层所截留的雨水并将截留的雨水导入导流通槽。

2.根据权利要求1所述的一种用于风雪冰冻天气下的风速风向仪，其特征在于， 还包括支撑架底座；所述支撑架底座包括连接部以及若干个安装于连接部底端的纵向插钎；所述连接部用于固定支撑架。

3.根据权利要求1所述的一种用于风雪冰冻天气下的风速风向仪，其特征在于，所述纵向插钎在远离连接部的一端设有若干个横向的阻止钎。

4.据权利要求1所述的一种用于风雪冰冻天气下的风速风向仪，其特征在于，所述电加热材料为铁铬铝合金、镍铬合金或镍铬铁合金。

5.据权利要求1所述的一种用于风雪冰冻天气下的风速风向仪，其特征在于，所述电加热材料包括如下重量份的各物质：

水银 3-5份

云母片5-9份

铝 20-40份

膨胀石墨 2-6份。