CN201319039Y - 风速仪 - Google Patents

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杨平
张宝良
杨国威
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Abstract

一种风速仪，包括：风扇光槽脉冲输入电路；连接风扇光槽脉冲输入电路的等宽脉冲信号生成电路；连接等宽脉冲信号生成电路的频率/电压转换电路；连接频率/电压转换电路的风速检测电路；以及连接风速检测电路的报警信号驱动电路。可以检测并显示微风，弱风，中风，强风四级风速，并且能够在设定值下自动报警和自动解除报警。

Description

风速仪
技术领域
本实用新型涉及一种风速传感器，特别涉及一种应用于设施农业中温室工程等需要对风速进行报警的风速仪。
背景技术
目前风速仪种类繁多，如市场上现有的风速传感器主要分为两大类：一类是风速告警仪，另一类是风速数字测量。市场上风速告警仪是人工设定对其报警，对当前风速没有显示。风速数字测量只是对当前的风速显示，没有对风速的报警。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种不仅能够显示风速而且还能够对风速报警的风速仪。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：
风速仪，包括：
用于产生对应于不同风速的触发脉冲的风扇光槽脉冲输入电路；
连接风扇光槽脉冲输入电路的等宽脉冲信号生成电路，用于根据所输入的对应于不同风速的触发脉冲生成等宽脉冲信号；
连接等宽脉冲信号生成电路的频率/电压转换电路，用于把所输入的等宽脉冲信号转换成直流信号；
连接频率/电压转换电路的风速检测电路，用于根据所转换的直流信号的电压值，显示相应的风速级别；以及
连接风速检测电路的报警信号驱动电路。
其中，等宽脉冲信号生成电路是单稳态触发电路。
其中，频率/电压转换电路是一个积分放大电路。
其中，风速检测电路包括分别检测并显示不同风速级别的多个电压比较器，其每个比较器的比较端连接所述频率电压转换电路的输出。
其中，多个电压比较器包括：用于检测微风的电压比较器；用于检测弱风的电压比较器；用于检测中风的电压比较器；以及用于检测强风的电压比较器。
其中，每个电压比较器分别具有用来显示风速级别的发光二极管。
其中，多个电压比较器的输出通过转换开关连接所述报警信号驱动电路。
其中，报警信号驱动电路包括由晶体管驱动的继电器开关。该报警信号驱动电路可以根据电压比较器输出的高电平或低电平，启动报警或解除报警。
其中，风扇光槽脉冲输入电路具有根据风扇扇叶带动的光栅的旋转速度而产生触发脉冲的光敏器件。
由于采用上述方案后，本实用新型在使用过程中具有以下技术效果：可以检测并显示微风，弱风，中风，强风四级风速，并且能够在设定值下自动报警和自动解除报警。
附图说明
图1是本实用新型的风速仪的原理图；
图2是图1中的等宽脉冲信号产生器、频率/电压转换电路和风速检测电路的基准电压产生器的电路图；
图3是图1中的风速检测电路的电路图；
图4是图1中的报警风速转换开关及报警信号驱动电路的电路图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本实用新型的具体实施方式作进一步的说明。
图1显示了本实用新型的风速仪的原理图，本实用新型的风速仪包括：
产生对应于不同风速的触发脉冲的风扇光槽脉冲输入电路10，其中光栅由风扇扇叶带动同步旋转，由光敏元件产生对应于光栅旋转速度的触发脉冲；
连接所述风扇光槽脉冲输入电路10的等宽脉冲信号生成电路11，用于根据所输入的对应于不同风速的触发脉冲生成等宽脉冲信号，其中脉冲数量与风速成正比，风速越大，脉冲越多；
连接所述等宽脉冲信号生成电路11的频率/电压转换电路12，用于把所输入的等宽脉冲信号转换成直流信号，该直流信号通过电压值反映风速的大小，例如由于风速越大脉冲越多，因此风速越大，其电压值就越大；
分别连接所述频率/电压转换电路12的风速检测电路13，用于根据所转换的直流信号的电压值，显示相应的风速级别；以及
连接所述风速检测电路13的报警信号驱动电路15，根据风速检测电路13输出的报警触发信号，输出报警开关信号，从而发出报警信号。
图2显示了宽脉冲信号生成电路11的电路结构，该宽脉冲信号生成电路11包括一个用于放大输入的触发脉冲的放大器U2A和单稳态触发电路U1A。
图2还显示了频率/电压转换电路12和用于风速检测电路13的基准电压产生器的电路结构，其中频率/电压转换电路12是一个积分放大电路，它包括由电容器C14和电阻器R15组成的积分电路和运算放大器U2B。基准电压产生器包括电位器VR11和运算放大器U2C。
风速检测电路13包括分别检测并显示不同风速级别的多个电压比较器131-134，其每个比较器的比较端连接所述频率电压转换电路12的输出，其每个比较器的基准电压分别通过分压电路对图1所示的基准电压产生器的基准电压的分压得到。
图3显示了由串联电阻R41至R44构成的用于提供各比较器的基准电压的分压电路，并且还显示了四个比较器的电路结构。
所述多个电压比较器包括：用于检测微风的电压比较器131；用于检测弱风的电压比较器132；用于检测中风的电压比较器133；以及用于检测强风的电压比较器134。其中用于检测微风的电压比较器131具有显示微风的发光二极管LD1；用于检测弱风的电压比较器132具有显示弱风的发光二极管LD2；用于检测中风的电压比较器133具有显示中风的发光二极管LD3；用于检测强风的电压比较器131具有显示强风的发光二极管LD4。当任何一个比较的输入电压大于其基准电压时，该比较器输出高电压，使其发光二极管发光。
图4显示了报警风速转换开关及报警信号驱动电路的结构，如图4所示(并参考图1)，所述多个电压比较器131～134的输出通过切换开关14(SW1)连接用于输出报警信号的驱动输出电路15。其中，所述驱动输出电路15包括由晶体管Q1驱动的继电器开关K。例如当切换开关选择连接用于检测弱风的电压比较器132时，一旦该比较器132的输入电压大于其基准电压时，则输出高电平信号，使晶体管Q1导通，驱动继电器K工作(例如吸合)，接通报警电路。
也就是说，本实用新型可以人工设定报警风速级别，当风速达到报警风速级别风速仪报警。风速仪LED显示当前风速级别。
本实用新型的工作原理如下：
由风扇扇叶带动光栅同步旋转，将光栅放入光槽里，光槽输出相应的脉冲信号，并送给单稳态触发器，单稳态触发器输出和风扇的转速成比例等宽度的脉冲，在经过滤波后将等宽度的脉冲转换成直流电压，风速越大，风扇转速越快，滤波后得到的直流电压越高，经过频率电压转换后的直流电压送到四个迟滞电压比较器上和基准电压进行比较。四个迟滞电压比较器上的基准电压是由比例分压得到的，是对应着不同风速时电压，将风速开关转换到不同的电压比较器上，当由单稳态触发器转换成的直流电压大于对应的比较器的基准电压时，就会经过驱动电路控制继电器吸合输出开关量报警信号。
本实用新型将风速报警划分为四个级别，设置包含微风，弱风，中风，强风四档，通过旋钮完成设置切换，操作简单直观。对应的发光二极管显示当前风速的级别，当风速高于设置的风速时，输出开关量的报警信号，风速低于设置时没有报警输出。含有迟滞电压比较器，不会在到达报警风速的临界点出现报警信号的抖动。

Claims (9)

1、一种风速仪，其特征在于，包括，
风扇光槽脉冲输入电路(10)，用于产生对应于不同风速的触发脉冲；
连接风扇光槽脉冲输入电路(10)的等宽脉冲信号生成电路(11)，用于根据所输入的对应于不同风速的触发脉冲生成等宽脉冲信号；
连接等宽脉冲信号生成电路(11)的频率/电压转换电路(12)，用于把所输入的等宽脉冲信号转换成直流信号；
连接频率/电压转换电路(12)的风速检测电路(13)，用于根据所转换的直流信号的电压值，显示相应的风速级别；以及
连接风速检测电路(13)的报警信号驱动电路(15)。
2、根据权利要求1所述的风速仪，其特征在于，等宽脉冲信号生成电路(11)是单稳态触发电路。
3、根据权利要求1或2所述的风速仪，其特征在于，频率/电压转换电路(12)是一个积分放大电路。
4、根据权利要求1或2所述的风速仪，其特征在于，风速检测电路(13)包括分别检测并显示不同风速级别的多个电压比较器(131-134)，其每个比较器的比较端连接频率电压转换电路(12)的输出。
5、根据权利要求4所述的风速仪，其特征在于，多个电压比较器包括：
用于检测微风的电压比较器(131)；
用于检测弱风的电压比较器(132)；
用于检测中风的电压比较器(133)；
用于检测强风的电压比较器(134)。
6、根据权利要求5所述的风速仪，其特征在于，每个电压比较器分别具有用来显示风速级别的发光二极管。
7、根据权利要求4所述的风速仪，其特征在于，多个电压比较器(131-134)的输出通过转换开关(14)连接报警信号驱动电路(15)。
8、根据权利要求7所述的风速仪，其特征在于，报警信号驱动电路(15)包括由晶体管(Q1)驱动的继电器开关。
9、根据权利要求1所述的风速仪，其特征在于，风扇光槽脉冲输入电路(10)具有根据风扇扇叶带动的光栅的旋转速度而产生触发脉冲的光敏器件。
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