CN110058049A - 太阳能风速风向测量仪 - Google Patents

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周玉杰
吴国洋
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Panzhihua University
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P13/00—Indicating or recording presence, absence, or direction, of movement
    • G01P13/02—Indicating direction only, e.g. by weather vane
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P5/00—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft
    • G01P5/02—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring forces exerted by the fluid on solid bodies, e.g. anemometer
    • G01P5/06—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring forces exerted by the fluid on solid bodies, e.g. anemometer using rotation of vanes

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Abstract

本发明公开的是气象监测领域的一种太阳能风速风向测量仪，包括主体支架，所述主体支架的上部设有风速仪和风向仪，主体支架的下部设有光伏板，光伏板的下方设有存放蓄电池、单片机和通信模块的设备箱，所述风速仪和风向仪上设有与通信模块电信连接的传感装置，所述蓄电池为传感装置和通信模块供电。本发明的有益效果是：本发明通过设置光伏板和蓄电池提供电能，在风速仪和风向仪上设置传感装置来对风速和风向进行检测，然后通过通信模块将数据发送到用户终端上，使用户能实时获得山区的风速和风向，能够在发生火灾时对火情的蔓延情况做出准确判断，为扑灭工作制定合理的方案。

Description

太阳能风速风向测量仪
技术领域
本发明涉及气象监测领域，尤其涉及一种太阳能风速风向测量仪。
背景技术
我国是一个地域辽阔、地形多样的国家，也是一个自然灾害多发的国家，边远地区森林与草原火灾等自然灾害由于天气预报不准确给国家和人民的生命、财产造成了巨大的损失。特别是地形复杂的山区，当山区发生火情时，准确掌握山区的风向和风速，能够为消防人员制定救灾计划提供指导作用，从而提高灭火效率，保障消防人员的安全。目前对风速风向的监测主要靠气象站的风速仪和风向杆来检测，而气象站一般又不会设置在山区中，所以对于山区中的具体风速和风向通常都无法准确把握。
发明内容
为克服复杂山区中风速风向检测不准确等不足，本发明所要解决的技术问题是：提供一种能够准确采集山区风速风向并能无线传输数据的太阳能风速风向测量仪。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
太阳能风速风向测量仪，包括主体支架，所述主体支架的上部设有风速仪和风向仪，主体支架的下部设有光伏板，光伏板的下方设有存放蓄电池、单片机和通信模块的设备箱，所述风速仪和风向仪上设有与通信模块电信连接的传感装置，所述蓄电池为传感装置和通信模块供电。
进一步的是，所述风速仪为风杯式风速仪，所述风杯式风速仪与主体支架的上端铰接，在铰接处设有第一风速传感装置。
进一步的是，所述风向仪包括风向杆和分别位于风向杆两端的风扇型风速仪和风向标箭尾，所述风向杆的中部与主体支架的中上部铰接。
进一步的是，所述风向标箭尾上设有风向传感装置，所述风扇型风速仪与风向杆的连接处设有第二风速传感装置。
进一步的是，所述风扇型风速仪的外部设有一个保护罩。
进一步的是，所述主体支架的中上部穿接有一个推力球轴承，所示风向杆的中部与推拉球轴承的外部轴承圈相连。
进一步的是，所述主体支架位于推力球轴承的上方设有遮盖，所述遮盖将推力球轴承遮挡在其下方。
进一步的是，所述光伏板呈锥形或球面形，所述设备箱位于光伏板的下方，便于固定在其他支撑物体上。
进一步的是，所述通信模块为GPRS通信模块。
本发明的有益效果是：本发明通过设置光伏板和蓄电池提供电能，在风速仪和风向仪上设置传感装置来对风速和风向进行检测，然后通过通信模块将数据发送到用户终端上，使用户能实时获得山区的风速和风向，能够在发生火灾时对火情的蔓延情况做出准确判断，为扑灭工作制定合理的方案。
附图说明
图1是本发明结构示意图。
图2是本发明系统工作原理图。
图中标记为，1-风杯式风速仪；2-主体支架；3-遮盖；4-风向杆；5-风扇型风速仪；6-保护罩；7-第二风速传感装置；8-光伏板；9-设备箱；10-推力球轴承；11-风向传感装置；12-风向标箭尾；13-第一风速传感装置；14-单片机；15-通信模块；16-蓄电池。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明。
如图1所示，本发明的太阳能风速风向测量仪，包括主体支架2，所述主体支架2的上部设有风速仪和风向仪，主体支架2的下部设有光伏板8，光伏板8的下方设有存放蓄电池16、单片机14和通信模块15的设备箱9，所述风速仪和风向仪上设有与通信模块15电信连接的传感装置，所述蓄电池16为传感装置和通信模块15供电。整个装置可通过主体支架2固定在需要监测的地点，当然最好放置在能长年接受光照的位置。
所述风速仪采用的是风杯式风速仪1，包括三个呈120°夹角的轻杆，轻杆上带有抛物线锥型空杯，空杯的凹面都顺向一个方向，所述风杯式风速仪1与主体支架2的上端铰接，在铰接处设有第一风速传感装置13。
所述风向仪包括风向杆4和分别位于风向杆4两端的风扇型风速仪5和风向标箭尾12，所述风向杆4的中部与主体支架2的中上部铰接。所述风向标箭尾12能在风力的驱动下使风向杆4绕主体支架2转动，从而指示风向。风杯式风速仪1能够测量各个方向的风的风速，应用范围广，但精确性不够，而风扇型风速仪5在风向标箭尾12的作用下可始终正对来风，可确保风速测量的准确性。为了对风向和风速进行检测，在风向标箭尾12上设有风向传感装置11，所述风扇型风速仪5与风向杆4的连接处设有第二风速传感装置7。
本装置的工作原理如图2所示，首先由光伏板8产生电能并存储在蓄电池16中为整个装置供电，然后第一风速传感装置13、第二风速传感装置7以及风向传感装置11将测算出的风速和风向信息转换成电信号传递给单片机14，最后单片机14将数据综合处理后，通过通信模块15传送到用户终端，该通信模块15可采用目前比较成熟的GPRS通信模块。
为了对风向仪的风扇起到保护作用，在所述风扇型风速仪5的外部设有一个保护罩6，所述防护罩6为网装结构，与普通风扇的防护罩类似。所述风向杆4与主体支架2的具体连接方式为，在主体支架2的中上部穿接有一个推力球轴承10，所述风向杆4的中部与推力球轴承10的外部轴承圈相连，采用推力球轴承10可在保证风向杆4与主体支架2转动连接的同时提高主体支架2对风向杆4承载的稳定性。
由于整个装置布置在户外，为了避免雨水冲刷对设备造成损坏，在所述主体支架2位于推力球轴承10的上方设有遮盖3，所述遮盖3将推力球轴承10遮挡在其下方，避免推力球轴承10与雨水接触而生锈。所述光伏板8设置成锥形或球面形，所述设备箱9位于光伏板8的内部空腔内，光伏板8在接受光照的同时可对设备箱9中的蓄电池16、单片机15和通信模块15起到保护作用。
本发明通过设置光伏板和蓄电池提供电能，在风速仪和风向仪上设置传感装置来对风速和风向进行检测，然后通过通信模块将数据发送到用户终端上，从而使用户能实时获得山区的风速和风向，能够在发生火灾时对火情的蔓延情况做出准确判断，为扑灭工作制定合理的方案，具有很好的实用性和社会经济价值。

Claims (9)

1.太阳能风速风向测量仪，其特征是：包括主体支架(2)，所述主体支架(2)的上部设有风速仪和风向仪，主体支架(2)的下部设有光伏板(8)，光伏板(8)的下方设有存放蓄电池(16)、单片机(14)和通信模块(15)的设备箱(9)，所述风速仪和风向仪上设有与通信模块(15)电信连接的传感装置，所述蓄电池(16)为传感装置和通信模块(15)供电。
2.如权利要求1所述的太阳能风速风向测量仪，其特征是：所述风速仪为风杯式风速仪(1)，所述风杯式风速仪(1)与主体支架(2)的上端铰接，在铰接处设有第一风速传感装置(13)。
3.如权利要求1所述的太阳能风速风向测量仪，其特征是：所述风向仪包括风向杆(4)和分别位于风向杆(4)两端的风扇型风速仪(5)和风向标箭尾(12)，所述风向杆(4)的中部与主体支架(2)的中上部铰接。
4.如权利要求3所述的太阳能风速风向测量仪，其特征是：所述风向标箭尾(12)上设有风向传感装置(11)，所述风扇型风速仪(5)与风向杆(4)的连接处设有第二风速传感装置(7)。
5.如权利要求3所述的太阳能风速风向测量仪，其特征是：所述风扇型风速仪(5)的外部设有一个保护罩(6)。
6.如权利要求3所述的太阳能风速风向测量仪，其特征是：所述主体支架(2)的中上部穿接有一个推力球轴承(10)，所示风向杆(4)的中部与推拉球轴承(10)的外部轴承圈相连。
7.如权利要求6所述的太阳能风速风向测量仪，其特征是：所述主体支架(2)位于推力球轴承(10)的上方设有遮盖(3)，所述遮盖(3)将推力球轴承(10)遮挡在其下方。
8.如权利要求1所述的太阳能风速风向测量仪，其特征是：所述光伏板(8)呈锥形或球面形，所述设备箱(9)位于光伏板(8)的下方，便于固定在其他支撑物体上。
9.如权利要求1所述的太阳能风速风向测量仪，其特征是：所述通信模块(15)为GPRS通信模块。
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