CN111929465B - 风速风向仪 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种风速风向仪，涉及风电技术领域；其包括机架、风向仪、风速仪和数据处理装置；风向仪和风速仪位于机架上，风向仪和风速仪均与数据处理装置相连接；风向仪包括第一磁悬浮组件和风向检测机构；风向检测机构与第一磁悬浮组件相连接，并通过第一磁悬浮组件悬浮于机架之上。根据本发明提供的风速风向仪，取消了风向仪机械式的安装，通过第一磁悬浮组件将风向检测机构悬浮于机架之上，极大的降低了风向检测机构在转动时的摩擦阻力，提高了风能转化率和检测精度。

Description

风速风向仪

技术领域

本发明涉及风电技术领域，尤其是涉及一种风速风向仪。

背景技术

目前，应用在风电行业的风速风向仪的结构形式主要包括超声波式和机械式，由于超声波风速风向仪成本较高且适应范围较小，因此成本较低且适用范围广的机械式风速风向仪使用更加普遍。

机械式风速风向仪的风速仪和风向仪均以旋转方式进行检测，但是现有的风向仪一般通过轴承等机械结构安装在仪器上，在转动时存在较大的摩擦阻力，风向仪未能及时控制机组偏航，导致风能转化率偏低，检测精度低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种风速风向仪，以解决现有的机械式风速风向仪的风向仪在转动时存在较大的摩擦阻力，风能转化率偏低，检测精度低的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种风速风向仪，具体技术方案如下：

一种风速风向仪，包括机架、风向仪、风速仪和数据处理装置；

所述风向仪和所述风速仪位于所述机架上，所述风向仪和风速仪均与所述数据处理装置相连接；

所述风向仪包括第一磁悬浮组件和风向检测机构；

所述风向检测机构与所述第一磁悬浮组件相连接，并通过所述第一磁悬浮组件悬浮于所述机架之上。

进一步的，所述第一磁悬浮组件包括第一磁基座和第一磁浮体；

所述第一磁基座与所述风速仪相连接，所述风速仪安装在所述机架上；

所述第一磁浮体与所述风向检测机构相连接。

进一步的，所述风向检测机构包括第一旋转部、第一传感器和第一连接部；

所述第一旋转部安装在所述第一连接部的一端，所述第一连接部的另一端与所述第一磁浮体固定连接，以使得所述第一旋转部和所述第一磁浮体同步转动；

所述第一传感器用于检测所述第一旋转部的摆动角度数据，并将所述摆动角度数据发送至所述数据处理装置。

进一步的，还包括第一限位结构；

所述第一限位结构与所述第一磁基座相连接，并用于限制所述第一磁浮体的轴向位移。

进一步的，所述第一限位结构包括第一壳体；

所述第一壳体一端与所述第一磁基座相连接，另一端设有第一限位壁，所述第一限位壁用于限制所述第一磁浮体的轴向位移。

进一步的，所述风速仪包括第二磁悬浮组件和风速检测机构；

所述风速检测机构与所述第二磁悬浮组件相连接，并通过所述第二磁悬浮组件悬浮于所述机架之上。

进一步的，所述第二磁悬浮组件包括第二磁基座和第二磁浮体；

所述第二磁基座与所述机架相连接；

所述第二磁浮体与所述风速检测机构相连接。

进一步的，所述风速检测机构包括第二旋转部、第二传感器和第二连接部；

所述第二旋转部安装在所述第二连接部的一端，所述第二连接部的另一端与所述第二磁浮体固定连接，以使得所述第二旋转部和所述第二磁浮体同步转动；

所述第二传感器用于检测所述第二旋转部的摆动速度数据，并将所述摆动速度数据发送至所述数据处理装置。

进一步的，还包括第二限位结构；

所述第二限位结构与所述第二磁基座相连接，并用于限制所述第二磁浮体的轴向位移。

进一步的，所述第二限位结构包括第二壳体；

所述第二壳体一端与所述第二磁基座相连接，另一端设有第二限位壁，所述第二限位壁用于限制所述第二磁浮体的轴向位移。

根据本发明提供的风速风向仪，取消了风向仪机械式的安装，通过第一磁悬浮组件将风向检测机构悬浮于机架之上，极大的降低了风向检测机构在转动时的摩擦阻力，提高了风能转化率和检测精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的风速风向仪的结构示意图。

图标：

1-机架；2-风向仪；21-第一磁悬浮组件；211-第一磁基座；212-第一磁浮体；22-风向检测机构；221-第一旋转部；222-第一连接部；3-风速仪；31-第二磁悬浮组件；311-第二磁基座；312-第二磁浮体；32-风速检测机构；321-第二旋转部；322-第二连接部。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明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一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

结合附图1所示，本实施例提供了一种风速风向仪2，用于风电设备，风电设备即利用风能发电或者风力发电的设备，本实施例的风速风向仪2用于检测风电设备所处的风速和风向信息，以便于风电设备调整相应的工作参数。

本实施例的风速风向仪2包括机架1、风向仪2、风速仪3和数据处理装置(图中未示出)等具体结构，其中本实施例的数据处理装置可以是单独的处理器或者是风电设备内部控制系统中的一部分。

本实施例的风向仪2和风速仪3位于机架1上，需要说的是，并非一定是风向仪2和风速仪3直接安装在机架1上，也可以是图示中的风速仪3安装在机架1上，风向仪2安装在风速仪3上。

本实施例的风向仪2和风速仪3均与数据处理装置无线信号连接，风向仪2将检测到的风向数据传输到数据处理装置，风速仪3将检测到的风速数据传输到数据处理装置，数据处理装置进行数据处理并得出实时的风速和风向。

为了克服背景技术中的问题，本实施例对风向仪2的结构做出改进，本实施例的风向仪2包括第一磁悬浮组件21和风向检测机构22，本实施例的风向检测机构22与第一磁悬浮组件21相连接，并通过第一磁悬浮组件21悬浮于机架1之上，具体是悬浮在风速仪3之上。

该结构取消了风向仪2原本机械式的安装，通过第一磁悬浮组件21将风向检测机构22悬浮于机架1之上，极大的降低了风向检测机构22在转动时的摩擦阻力，提高了风能转化率和检测精度。

具体的，本实施例的第一磁悬浮组件21包括第一磁基座211和第一磁浮体212，第一磁浮体212在磁力作用下能够悬浮在第一磁基座211内，并且不与第一磁基座211的内壁发生接触，本实施例的第一磁浮体212与风向检测机构22相连接，两者同步转动，进而使得第一磁浮体212与风向检测机构22在转动过程中不会产生摩擦。

本实施例的第一磁基座211与风速仪3相连接，连接方式可以是固定连接，本实施例的风速仪3安装在机架1上，连接方式亦可以是固定连接。

本实施例的风向检测机构22包括第一旋转部221、第一传感器(图中未示出)和第一连接部222；本实施例的第一连接部222的另一端与第一磁浮体212固定连接，以使得第一旋转部221和第一磁浮体212同步转动。

具体的，本实施例的第一旋转部221包括一侧的偏航尾翼和另一侧的方向标，第一旋转部221安装在第一连接部222的一端，偏航尾翼用于感应风向，并且在风里的作用下带动第一旋转部221、第一连接部222和第一磁浮体212转动；本实施例的方向标用于指出风向。

本实施例的第一传感器用于检测第一旋转部221的摆动角度数据，并将摆动角度数据发送至数据处理装置，关于第一传感器的具体结构、安装位置和工作原理本实施例不进行描述，具体可以参考现有的风速风向仪2的风向传感器。

作为本实施例的一个优选实施方式，本实施例的风速风向仪2还包括第一限位结构(图中未示出)，本实施例的第一限位结构与第一磁基座211相连接，并用于限制第一磁浮体212的轴向位移，该轴向位移可以理解为本实施例的第一旋转部221和第一磁浮体212转动所绕的轴，或者理解为上述的第一连接部222的长度方向。

具体的，本实施例的第一限位结构包括第一壳体，本实施例的第一壳体近似于筒状结构，其套设在本实施例的第一磁浮体212外，第一壳体一端开口，并且该一端与第一磁基座211相连接，第一壳体的另一端设有沿着水平延伸的第一限位壁，第一限位壁用于限制第一磁浮体212的轴向位移，第一壳体起到保护内部结构和限位第一磁浮体212的作用。

基于上述结构，发明人发现，不止是风向仪2在转动过程中存在机械摩擦问题，风速仪3亦是如此，因为机械式风速仪3是通过旋转速度随风速大小而改变，通过内部运算后输出相应信号对应风速大小，现有的机械安装方式存在较大的摩擦阻力，风速仪3未能及时体现风速的变化，而且机械式风速风向仪2持续磨损且受机舱振动影响，轴承寿命短。

因此，本实施例的风速风向仪2做出进一步的结构改进，再结合附图1所示，本实施例的风速仪3包括第二磁悬浮组件31和风速检测机构32；本实施例的风速检测机构32与第二磁悬浮组件31相连接，并通过第二磁悬浮组件31悬浮于机架1之上。

本实施例的上述风向仪2的第一磁基座211安装在风速仪3上，安装方式可以是上下安装，即图中的风向仪2的第一磁基座211安装在风速仪3的顶部。风速仪3和风向仪2也可以是横向安装，此时需要适当调整风向仪2的偏航尾翼和方向标的方向。

与上述的风向仪2相近，本实施例的第二磁悬浮组件31包括第二磁基座311和第二磁浮体312；本实施例的第二磁基座311与机架1相连接，具体可以是固定连接；本实施例的第二磁浮体312与风速检测机构32相连接。

具体的，本实施例的风速检测机构32包括第二旋转部321、第二传感器(图中未示出)和第二连接部322；本实施例的第二旋转部321包括两端的两个碗形结构，第二旋转部321安装在第二连接部322的一端，第二连接部322的另一端与第二磁浮体312固定连接，以使得第二旋转部321和第二磁浮体312同步转动。

本实施例的第二传感器用于检测第二旋转部321的摆动速度数据，并将摆动速度数据发送至数据处理装置，关于第二传感器的具体结构、安装位置和工作原理本实施例也不进行描述，具体可以参考现有的风速风向仪2的风速传感器。

作为本实施例的一个优选实施方式，本实施例的风速风向仪2还包括第二限位结构(图中未示出)；第二限位结构与第二磁基座311相连接，并用于限制第二磁浮体312的轴向位移。

具体的，本实施例的第二限位结构包括第二壳体；第二壳体一端与第二磁基座311相连接，另一端设有第二限位壁，第二限位壁用于限制第二磁浮体312的轴向位移。该第二限位结构与上述的第一限位结构的具体结构形式和作用相近，因此本实施例不做进一步的描述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种风速风向仪，包括机架、风向仪、风速仪和数据处理装置；所述风向仪和所述风速仪首尾连接设置在所述机架上，所述风向仪和风速仪均与所述数据处理装置相连接；

其特征在于，所述风向仪包括第一磁悬浮组件和风向检测机构；

所述第一磁悬浮组件包括第一磁基座和第一磁浮体；

所述第一磁基座与所述风速仪相连接，所述风速仪安装在所述机架上；所述第一磁浮体与所述风向检测机构相连接；

所述第一磁悬浮组件还包括第一限位结构，所述第一限位结构与所述第一磁基座相连接，并用于限制所述第一磁浮体的轴向位移；

所述风速仪包括第二磁悬浮组件和风速检测机构；

所述风速检测机构与所述第二磁悬浮组件相连接，并通过所述第二磁悬浮组件悬浮于所述机架之上；

所述第二磁悬浮组件包括第二磁基座和第二磁浮体；

所述第二磁基座与所述机架相连接；

所述第二磁浮体与所述风速检测机构相连接。

2.根据权利要求1所述的风速风向仪，其特征在于，所述风向检测机构包括第一旋转部、第一传感器和第一连接部；

所述第一旋转部安装在所述第一连接部的一端，所述第一连接部的另一端与所述第一磁浮体固定连接，以使得所述第一旋转部和所述第一磁浮体同步转动；

所述第一传感器用于检测所述第一旋转部的摆动角度数据，并将所述摆动角度数据发送至所述数据处理装置。

3.根据权利要求1所述的风速风向仪，其特征在于，所述第一限位结构包括第一壳体；

所述第一壳体一端与所述第一磁基座相连接，另一端设有第一限位壁，所述第一限位壁用于限制所述第一磁浮体的轴向位移。

4.根据权利要求1所述的风速风向仪，其特征在于，所述风速检测机构包括第二旋转部、第二传感器和第二连接部；

所述第二旋转部安装在所述第二连接部的一端，所述第二连接部的另一端与所述第二磁浮体固定连接，以使得所述第二旋转部和所述第二磁浮体同步转动；

所述第二传感器用于检测所述第二旋转部的摆动速度数据，并将所述摆动速度数据发送至所述数据处理装置。

5.根据权利要求4所述的风速风向仪，其特征在于，还包括第二限位结构；

所述第二限位结构与所述第二磁基座相连接，并用于限制所述第二磁浮体的轴向位移。

6.根据权利要求5所述的风速风向仪，其特征在于，所述第二限位结构包括第二壳体；

所述第二壳体一端与所述第二磁基座相连接，另一端设有第二限位壁，所述第二限位壁用于限制所述第二磁浮体的轴向位移。

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