CN112014590A - 一种多功能风速仪 - Google Patents

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张晓红
张徐莹
杨富珍
王薇
徐梦晨
谈雪平
刘长俊
李雁鹏
张佳华
吕佳夏
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    • 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
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Abstract

本发明公开了一种多功能风速仪，包括连接套筒、第一螺栓、电池槽、第二螺栓、旋转件、限位孔和第三螺栓，所述连接套筒顶部开设有连接孔，且最上侧的连接套筒上方设置有固定机箱，所述固定机箱底部与连接套筒底部均固定有连接柱，且固定机箱与最上侧的连接套筒之间以及相邻的两个连接套筒之间均通过连接柱相连接，所述第一螺栓贯穿连接套筒与连接柱螺纹连接。该多功能风速仪，设置有活动机箱和中心轴，旋转件通过滚珠轴承转动连接在中心轴外侧，同时旋转件通过另外的滚珠轴承与固定机箱以及活动机箱形成转动连接，便于同时对旋转件上下两侧起到支撑，使旋转件的力矩保持平衡，减少旋转件在高速转动时的颤动，提高该风速仪的测量准确度。

Description

一种多功能风速仪
技术领域
本发明涉及风速仪技术领域，具体为一种多功能风速仪。
背景技术
风速仪是测量周围风速的仪器，主要用于地区气象监测，其中风杯式风速仪具有测量范围广、使用寿命长等优点，因此被广泛使用。
现有的风速仪未设置有保温加热装置，其内部部件在低温环境下无法有效运行，使得该风速仪难以适应极地环境，且现有的风速仪的支架为固定设置，而在极地环境中，受风雪影响，部分地区的冰面高度逐渐上升，现有的风速仪无法提升高度，容易被掩埋，并且向移动风速仪仅设置有单向支撑，使得旋转件的力矩不平衡，容易导致旋转件高度转动时产生颤动，继而影响该风速仪的监测准确度，针对上述问题，需要对现有设备进行改进。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多功能风速仪，以解决上述背景技术中提出的现有的风速仪未设置有保温加热装置，其内部部件在低温环境下无法有效运行，使得该风速仪难以适应极地环境，且现有的风速仪的支架为固定设置，而在极地环境中，受风雪影响，部分地区的冰面高度逐渐上升，现有的风速仪无法提升高度，容易被掩埋，并且向移动风速仪仅设置有单向支撑，使得旋转件的力矩不平衡，容易导致旋转件高度转动时产生颤动，继而影响该风速仪的监测准确度的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种多功能风速仪，包括连接套筒、第一螺栓、电池槽、第二螺栓、旋转件、限位孔和第三螺栓，
连接套筒，所述连接套筒顶部开设有连接孔，且最上侧的连接套筒上方设置有固定机箱，所述固定机箱底部与连接套筒底部均固定有连接柱，且固定机箱与最上侧的连接套筒之间以及相邻的两个连接套筒之间均通过连接柱相连接，所述第一螺栓贯穿连接套筒与连接柱螺纹连接，所述连接套筒外侧固定有钢缆，且钢缆另一端固定有冰钉；
电池槽，所述电池槽开设在固定机箱下侧，且固定机箱下端前侧安装有箱门，所述电池槽内部滑动连接有滑架，且滑架顶部安装有蓄电池，所述第二螺栓贯穿滑架与电池槽内壁螺纹连接，所述电池槽顶部安装有电路板，且电路板与蓄电池电性连接，所述电路板顶部从左向右依次安装有计时器、电子储存器和信号处理器；
旋转件，所述旋转件套接在中心轴外侧，且中心轴固定在固定机箱顶部，所述旋转件上方设置有活动机箱，所述旋转件上下两端通过滚珠轴承转动连接在活动机箱底部与固定机箱顶部，且旋转件外侧通过连接杆固定有风杯，所述旋转件底部与固定机箱贴合处安装有霍尔传感器；
限位孔，所述限位孔开设在活动机箱内部，且限位孔内部契合连接有限位销，所述限位销焊接在中心轴顶部，所述第三螺栓贯穿活动机箱与限位销相连接。
优选的，所述固定机箱外表面与活动机箱外表面均安装有电阻加热器，且设置在电阻加热器外侧的隔热保温层包裹在活动机箱外侧与固定机箱外侧。
优选的，所述固定机箱顶部与连接杆之间的间距等于活动机箱底部与连接杆之间的间距。
优选的，所述箱门的宽度尺寸与高端尺寸均大于蓄电池的宽度尺寸与高度尺寸。
优选的，所述蓄电池通过线路板向信号处理器、温度传感器、电阻加热器、霍尔传感器、计时器以及电子储存器供电。
优选的，所述旋转件的旋转中心与中心轴的旋转中心位于同一垂直线上。
优选的，所述活动机箱右下侧与固定机箱右上侧均安装有温度传感器。
优选的，所述风杯与连接杆以中心轴为中心呈“品”字形设置。
优选的，所述限位孔的横截面与限位销的横截面均呈方形，且限位销外端贴合限位孔内壁。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该多功能风速仪，
(1)设置有连接套筒和连接柱，连接套筒底部与固定机箱底部均固定有连接柱，且每个连接套筒顶部均开设有连接孔，使上侧的连接套筒底部的连接柱嵌入下侧的连接套筒上的连接孔内部，转动第一螺栓，使相邻的两个连接套筒连接件紧固，同理，最上侧的连接套筒与固定机箱连接紧固，便于根据实际使用需求添加连接套筒的数量，提高固定机箱的高度，防止固定机箱被逐年升高的积雪掩埋；
(2)设置有电池槽、滑架和蓄电池，打开箱门，转动松开第二螺栓，使滑架滑动至电池槽底部，更换新的蓄电池，同理，向上滑动滑架，使蓄电池通过电路板向内部电子元件供电，减少对外部能源的依赖，使该风速仪可长期独自在极地地区进行气象监测，使用起来更具有实用性；
(3)设置有活动机箱和中心轴，旋转件通过滚珠轴承转动连接在中心轴外侧，同时旋转件通过另外的滚珠轴承与固定机箱以及活动机箱形成转动连接，便于同时对旋转件上下两侧起到支撑，使旋转件的力矩保持平衡，减少旋转件在高速转动时的颤动，提高该风速仪的测量准确度；
(4)设置有隔热保温层和电阻加热器，蓄电池向电阻加热器供电，电阻加热器运行产生热量，提高固定机箱与活动机箱内的温度，使该风速仪内部部件不受外界低温影响，可以正常运行，隔热保温层减少热量损失，降低能耗，使得该风速仪可适应极地环境，便于该风速仪对极地地区进行气象监测。
附图说明
图1为本发明主视结构示意图；
图2为本发明连接套筒主视剖面结构示意图；
图3为本发明固定机箱主视剖面结构示意图；
图4为本发明活动机箱俯视剖面结构示意图；
图5为本发明旋转件俯视剖面结构示意图；
图6为本发明工作流程结构示意图。
图中：1、连接套筒，2、连接孔，3、固定机箱，4、连接柱，5、第一螺栓，6、钢缆，7、冰钉，8、电池槽，9、箱门，10、滑架，11、蓄电池，12、第二螺栓，13、电路板，14、计时器，15、电子储存器，16、信号处理器，17、旋转件，18、中心轴，19、活动机箱，20、滚珠轴承，21、连接杆，22、风杯，23、限位孔，24、限位销，25、第三螺栓，26、电阻加热器，27、隔热保温层，28、温度传感器,29、霍尔传感器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种多功能风速仪，如图1和图3所示，连接套筒1顶部开设有连接孔2，且最上侧的连接套筒1上方设置有固定机箱3，固定机箱3外表面与活动机箱19外表面均安装有电阻加热器26，且设置在电阻加热器26外侧的隔热保温层27包裹在活动机箱19外侧与固定机箱3外侧，运行电阻加热器26，电阻加热器26提升固定机箱3与活动机箱19内的温度，便于固定机箱3与活动机箱19内部部件运行，固定机箱3顶部与连接杆21之间的间距等于活动机箱19底部与连接杆21之间的间距，避免对旋转件17造成阻碍，使旋转件17转动更加流畅，固定机箱3底部与连接套筒1底部均固定有连接柱4，且固定机箱3与最上侧的连接套筒1之间以及相邻的两个连接套筒1之间均通过连接柱4相连接，第一螺栓5贯穿连接套筒1与连接柱4螺纹连接，连接套筒1外侧固定有钢缆6，且钢缆6另一端固定有冰钉7。
如图1、图2和图6所示，电池槽8开设在固定机箱3下侧，且固定机箱3下端前侧安装有箱门9，箱门9的宽度尺寸与高端尺寸均大于蓄电池11的宽度尺寸与高度尺寸，打开箱门9，便于取出并更换新的蓄电池11，电池槽8内部滑动连接有滑架10，且滑架10顶部安装有蓄电池11，蓄电池11通过线路板向信号处理器16、温度传感器28、电阻加热器26、霍尔传感器29、计时器14以及电子储存器15供电，减少对外部能源的依赖，使该风速仪可独自在极地进行气象监测，第二螺栓12贯穿滑架10与电池槽8内壁螺纹连接，电池槽8顶部安装有电路板13，且电路板13与蓄电池11电性连接，电路板13顶部从左向右依次安装有计时器14、电子储存器15和信号处理器16，旋转件17套接在中心轴18外侧，且中心轴18固定在固定机箱3顶部，旋转件17的旋转中心与中心轴18的旋转中心位于同一垂直线上，便于旋转件17以滚珠轴承20为支撑点转动。
如图2、图4和图5所示，旋转件17上方设置有活动机箱19，活动机箱19右下侧与固定机箱3右上侧均安装有温度传感器28，温度传感器28监测固定机箱3与活动机箱19内的温度，同时信号处理器16通过温度传感器28的监测信息控制电阻加热器26，使固定机箱3与活动机箱19内的温度保持稳定，旋转件17上下两端通过滚珠轴承20转动连接在活动机箱19底部与固定机箱3顶部，且旋转件17外侧通过连接杆21固定有风杯22，风杯22与连接杆21以中心轴18为中心呈“品”字形设置，便于风力均匀的吹动风杯22，使风杯22通过连接杆21带动旋转件17转动，旋转件17底部与固定机箱3贴合处安装有霍尔传感器29，限位孔23开设在活动机箱19内部，且限位孔23内部契合连接有限位销24，限位孔23的横截面与限位销24的横截面均呈方形，且限位销24外端贴合限位孔23内壁，使活动机箱19与中心轴18之间的连接更加紧固，便于活动机箱19与固定机箱3配合同时支撑旋转件17，限位销24焊接在中心轴18顶部，第三螺栓25贯穿活动机箱19与限位销24相连接。
工作原理：在使用该多功能风速仪时，温度传感器28的型号为WRP-130，信号处理器16的型号为TMS320F28016PZA，计时器14的型号为ICS9LP505-2HGLF，霍尔传感器29的型号AH3144EUA，将最下侧的连接套筒1固定在冰面上，将另一个连接套筒1通过连接柱4嵌入下侧连接套筒1上的连接孔2内部，转动第一螺栓5，通过螺纹连接使相邻的两个连接套筒1之间连接紧固，同理，使最上侧的连接套筒1与固定机箱3之间连接紧固，将钢缆6固定在最上侧连接套筒1的外侧，将钢缆6另一端的冰钉7固定在冰面上，通过四根钢缆6辅助支撑连接套筒1，使连接套筒1固定更加稳定，多个连接套筒1拼接，便于根据实际使用需求进行调整，避免该风速仪被积雪掩埋，打开箱门9，将新的蓄电池11安装在滑架10顶部，沿电池槽8向上滑动滑架10，直至蓄电池11顶部通过插接端子与电路板13电性连接，转动第二螺栓12，使滑架10固定在电池槽8内部，旋转件17安装在中心轴18外侧，活动机箱19安装在旋转件17上侧，此时限位销24嵌入限位孔23内部，转动第三螺栓25，使活动机箱19与固定机箱3之间连接更加紧固，蓄电池11通过电路板13向计时器14、电子储存器15、信号处理器16、电阻加热器26、温度传感器28以及霍尔传感器29供电，温度传感器28监测固定机箱3与活动机箱19内部温度，信号处理器16根据监测温度控制电阻加热器26，启动电阻加热器26，电阻加热器26加热提高固定机箱3与活动机箱19内部的温度，使固定机箱3与活动机箱19内部部件运行更加流畅，隔热保温层27起到保温的作用，减少热量逸散，降低能耗，外界风力吹动风杯22，使风杯22通过连接杆21带动旋转件17转动，旋转件17与中心轴18之间、旋转件17与活动机箱19之间以及旋转件17与固定机箱3之间的滚珠轴承20使转动更加流畅，而固定机箱3与活动机箱19同时对旋转件17两端进行支撑，使旋转件17转动更加平稳，提高该风速仪的测量精度，使用起来更具有实用性，霍尔传感器29检测旋转件17转动圈数，同时计时器14计时，转动圈数信息与计时信息发送至电子储存器15，电子储存器15实时记录，使该风速仪可独自在极地地区进行气象监测，这就完成了全部工作，本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，仅是为便于描述本发明的简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种多功能风速仪，包括连接套筒(1)、第一螺栓(5)、电池槽(8)、第二螺栓(12)、旋转件(17)、限位孔(23)和第三螺栓(25)，其特征在于：
连接套筒(1)，所述连接套筒(1)顶部开设有连接孔(2)，且最上侧的连接套筒(1)上方设置有固定机箱(3)，所述固定机箱(3)底部与连接套筒(1)底部均固定有连接柱(4)，且固定机箱(3)与最上侧的连接套筒(1)之间以及相邻的两个连接套筒(1)之间均通过连接柱(4)相连接，所述第一螺栓(5)贯穿连接套筒(1)与连接柱(4)螺纹连接，所述连接套筒(1)外侧固定有钢缆(6)，且钢缆(6)另一端固定有冰钉(7)；
电池槽(8)，所述电池槽(8)开设在固定机箱(3)下侧，且固定机箱(3)下端前侧安装有箱门(9)，所述电池槽(8)内部滑动连接有滑架(10)，且滑架(10)顶部安装有蓄电池(11)，所述第二螺栓(12)贯穿滑架(10)与电池槽(8)内壁螺纹连接，所述电池槽(8)顶部安装有电路板(13)，且电路板(13)与蓄电池(11)电性连接，所述电路板(13)顶部从左向右依次安装有计时器(14)、电子储存器(15)和信号处理器(16)；
旋转件(17)，所述旋转件(17)套接在中心轴(18)外侧，且中心轴(18)固定在固定机箱(3)顶部，所述旋转件(17)上方设置有活动机箱(19)，所述旋转件(17)上下两端通过滚珠轴承(20)转动连接在活动机箱(19)底部与固定机箱(3)顶部，且旋转件(17)外侧通过连接杆(21)固定有风杯(22)，所述旋转件(17)底部与固定机箱(3)贴合处安装有霍尔传感器(29)；
限位孔(23)，所述限位孔(23)开设在活动机箱(19)内部，且限位孔(23)内部契合连接有限位销(24)，所述限位销(24)焊接在中心轴(18)顶部，所述第三螺栓(25)贯穿活动机箱(19)与限位销(24)相连接。
2.根据权利要求1所述的一种多功能风速仪，其特征在于：所述固定机箱(3)外表面与活动机箱(19)外表面均安装有电阻加热器(26)，且设置在电阻加热器(26)外侧的隔热保温层(27)包裹在活动机箱(19)外侧与固定机箱(3)外侧。
3.根据权利要求1所述的一种多功能风速仪，其特征在于：所述固定机箱(3)顶部与连接杆(21)之间的间距等于活动机箱(19)底部与连接杆(21)之间的间距。
4.根据权利要求1所述的一种多功能风速仪，其特征在于：所述箱门(9)的宽度尺寸与高端尺寸均大于蓄电池(11)的宽度尺寸与高度尺寸。
5.根据权利要求1所述的一种多功能风速仪，其特征在于：所述蓄电池(11)通过线路板向信号处理器(16)、温度传感器(28)、电阻加热器(26)、霍尔传感器(29)、计时器(14)以及电子储存器(15)供电。
6.根据权利要求1所述的一种多功能风速仪，其特征在于：所述旋转件(17)的旋转中心与中心轴(18)的旋转中心位于同一垂直线上。
7.根据权利要求1所述的一种多功能风速仪，其特征在于：所述活动机箱(19)右下侧与固定机箱(3)右上侧均安装有温度传感器(28)。
8.根据权利要求1所述的一种多功能风速仪，其特征在于：所述风杯(22)与连接杆(21)以中心轴(18)为中心呈“品”字形设置。
9.根据权利要求1所述的一种多功能风速仪，其特征在于：所述限位孔(23)的横截面与限位销(24)的横截面均呈方形，且限位销(24)外端贴合限位孔(23)内壁。
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