CN107015020A - 螺旋桨式风速仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种螺旋桨式风速仪，包括螺旋桨、转子、以及主体，该转子位于所述主体的头部，能够在该螺旋桨的带动下转动，所述转子的外壁向所述主体的方向延伸从而形成旋转面形状的遮罩部，并且所述转子与所述主体之间的缝隙位于所述遮罩部之内。根据本发明的技术方案，采用遮罩部将螺旋桨式风速仪的转子与主体之间的缝隙遮罩，避免了冻雨直接落入该缝隙中，从而避免了转子被冻住而无法旋转的现象。这种方式结构简单，且无需使用电力，适用于无人区的自动气象站。

Description

螺旋桨式风速仪

技术领域

本发明涉及一种螺旋桨式风速仪。

背景技术

公知的风速仪是测量空气流速的仪器。它的种类较多有风杯型、螺旋桨型、热线型和数字型等，螺旋桨式风速仪是一组三叶或四叶螺旋桨绕水平轴旋转的风速计。螺旋桨装在一个风标的前部，使其旋转平面始终正对风的来向，它的转速正比于风速。但是，常规的风速仪，在冻雨等极端环境下，无法有效工作。

冻雨是由冰水混合物组成，与温度低于0℃的物体碰撞立即冻结的降水，是初冬或冬末春初时节见到的一种灾害性天气。低于0℃的雨滴在温度略低于0℃的空气中能够保持过冷状态，其外观同一般雨滴相同，当它落到温度为0℃以下的物体上时，立刻冻结成外表光滑而透明的冰层。

螺旋桨式风速仪在冻雨等天气现象下，叶片与机身关联处冻结而无法正常工作运行，对实际的气象观测工作造成了很大的困扰，造成气象数据的长时间缺失。

针对这个问题，中国专利CN202502108U公开了“一种防冻风速仪”，其包括风向杯、风翼支杆、支杆基部、轴承、定轴，风翼支杆的左端设有风向杯，风翼支杆的右端设有支杆基部，支杆基部与定轴上的轴承相连，还包括控制器、温度传感器、导电刷、导电环、弹簧、电阻丝，测量环境温度的温度传感器的输出端与控制器的输入端相连接，控制器、导电环、导电刷、电阻丝依次串联。本实用新型利用温度传感器检测室外环境温度，当外界温度等于或低于设置的某一温度时，控制器内部继电器导通，电阻丝工作，将附着在风向杯上冰雪溶解，保证风速仪正常工作。

另一中国专利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。但这两种专利结构复杂，一旦发生故障，则很难维修。

中国专利CN106199059A“一种防冰冻风速仪”，仍然运用了电加热解冻的方式进行防冰冻处理，通过电加热的方式对风速仪进行加热，通过设定风杯的结构与材料使得风杯在接通电源后能够快速产热；而对风杯进行加热时通过水银在温差作用下进行热膨胀以达到除冰作业。

但是我国极地气象站点的布设为无人自动气象站，站点气温较低，如果使用自加热型防冰冻风速仪，需要机身加热达到很高的温度(高于环境温度的绝对值温度)才能对风速仪进行除冰作业，但过高的温度势必对风速仪本身塑料机身造成巨大损害，大大损耗仪器寿命而得不偿失。另一方面，风速仪由太阳能电池板供电，且受极昼极夜影响，电力资源十分宝贵。综上所述，以上三种以电加热方式进行解冻的风速仪很显然无法适用于极地环境气象观测中。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种防冻风速仪，其能防止极地寒冷天气对风速仪影响，结构简单，适用于极地无人自动气象站，且无需电力损耗、抗冰冻效果好、维修方便。

为达到上述目的，本发明提供了一种螺旋桨式风速仪，包括螺旋桨、转子、以及主体，该转子位于所述主体的头部，能够在该螺旋桨的带动下转动，所述转子的外壁向所述主体的方向延伸从而形成旋转面形状的遮罩部，并且所述转子与所述主体之间的缝隙位于所述遮罩部之内。

可选地，所述遮罩部的内表面与所述转子外表面之间具有均匀的间距。

可选地，所述遮罩部的内表面与所述端部外表面的平均距离为1mm至3mm。

可选地，所述螺旋桨叶片的长度为11cm至13cm。

根据本发明的技术方案，采用遮罩部将螺旋桨式风速仪的转子与主体之间的缝隙遮罩，避免了冻雨直接落入该缝隙中，从而避免了转子被冻住而无法旋转的现象。这种方式结构简单，且无需使用电力，适用于无人区的自动气象站。根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明实施方式的一种螺旋桨式风速仪的外形的示意图；

图2是根据本发明实施方式的另一种螺旋桨式风速仪的外形的示意图；

图3是根据本发明实施方式的螺旋桨式风速仪在运行状态下的一种外观的示意图。

具体实施方式

图1是根据本发明实施方式的一种螺旋桨式风速仪的外形的示意图。如图1所示，风速仪10包括螺旋桨11、转子12、以及主体13，转子12位于主体13的头部15(还可参考图2)附近，转子12能够在该螺旋桨的带动下转动。

本发明实施方式中，螺旋桨式风速仪还包括防冻罩21，该防冻罩21位于转子12的外侧一周，并且转子12与主体13之间的缝隙14位于防冻罩21内。这样，该缝隙14被防冻罩21所遮罩，使得冻雨不能直接滴落在缝隙14上，从而避免在缝隙14上形成冰，而转子12正是被此处产生的冰冻住而导致无法旋转。

防冻罩21最好是中心对称的形状，以免影响转子的旋转。防冻罩21的内表面与转子12外表面之间最好是具有均匀的间距，或者保持1mm至3mm的平均距离，以保证转子能够正常旋转。此外，防冻罩21的材质最好与转子12外壳的材质相同，这样在温度变化时，二者的形变也相同，从而避免防冻罩21与转子12相接触而影响转子12的旋转。

图2是根据本发明实施方式的另一种螺旋桨式风速仪的外形的示意图。如图2所示，风速仪20具有与上述的风速仪10相似的部件，包括螺旋桨11、转子12、以及主体13，转子12位于主体13的头部15附近，转子12能够在该螺旋桨的带动下转动。

在图2所示的实施方式中，转子12的外壁向主体13的方向延伸从而形成遮罩部21，缝隙14位于遮罩部以内。该遮罩部21形成旋转面形状，从而将缝隙14从周向完整地遮蔽。遮罩部14的内表面最好与转子12外表面之间具有均匀的间距，或者保持平均距离1mm至3mm，以使转子12能够保持正常旋转。

螺旋桨11可以具有比现有的螺旋桨式风速仪的螺旋桨具有更大的尺寸，这样使其在风力的作用下具有更大扭力，进一步避免转子12被快速冻结。

如图3所示，图3是根据本发明实施方式的螺旋桨式风速仪在运行状态下的一种外观的示意图。因为离心力将冻雨向外甩，所以在图3中，螺旋桨11和防冻罩21的外表面多条的锥形的冰30是沿着螺旋桨11的径向，向外部不断延伸。采用图2的遮罩部时，同样具有类似的情形。可以看出，在实际运行中，螺旋桨11和防冻罩21的外表面都会形成冰，并且在离心力的作用下，冰是向外部延伸，而防冻罩21内部不存在冰，因此避免了转子12被冻住。

上述的防冻罩或遮罩部的靠近主体13一侧的边缘的内侧，可以设置向转子的轴向凸出的凸起部，可以在转子表面靠近该边缘之处发生冰冻时刮除此处的冰，有助于更进一步保证转子的正常旋转。

根据本发明实施方式的技术方案，采用防冻罩或遮罩部将螺旋桨式风速仪的转子与主体之间的缝隙遮罩，避免了冻雨直接落入该缝隙中，从而避免了转子12被冻住而无法旋转的现象。这种方式结构简单，且无需使用电力，适用于无人区的自动气象站。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (4)

1.一种螺旋桨式风速仪，包括螺旋桨、转子、以及主体，该转子位于所述主体的头部，能够在该螺旋桨的带动下转动，其特征在于，所述转子的外壁向所述主体的方向延伸从而形成旋转面形状的遮罩部，并且所述转子与所述主体之间的缝隙位于所述遮罩部之内。

2.根据权利要求1所述的螺旋桨式风速仪，其特征在于，所述遮罩部的内表面与所述转子外表面之间具有均匀的间距。

3.根据权利要求1或2所述的螺旋桨式风速仪，其特征在于，所述遮罩部的内表面与所述端部外表面的平均距离为1mm至3mm。

4.根据权利要求1或2所述的螺旋桨式风速仪，其特征在于，所述螺旋桨叶片的长度为11cm至13cm。