CN203965462U - 三杯式风速传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种三杯式风速传感器，包括风杯组件，精密轴承，转动码盘及光电传感器，风杯保护支架设在上壳体上方，风杯组件在风杯保护支架所形成的空间内；风杯组件一体成型，风杯通过风杯杆固定在传动轴上，传动轴穿过上壳体延伸到下壳体内，精密轴承套设在传动轴上、与上壳体内壁连接，在传动轴的下部设转速码盘；光电传感器在下壳体内，转速码盘处于光电传感器的光电发射管、光电接收管之间，转速码盘在三者所在的轴向上开设通孔。本实用新型安装方便，减少了阻力，线性度更好；光电传感器的对射距离小，更准确的获得信号，精确度提高；通过精密的机械加工保证了两个轴承的同心度，减小了精密滚子轴承的摩擦力，有利与减小起动风速。

Description

三杯式风速传感器

技术领域

本实用新型涉及一种传感器，具体是一种三杯式风速传感器。 

背景技术

测量风速通常采用的风速传感器有三类，分别是旋转式风速传感器、散热式风速传感器和声学风速传感器。旋转式风速传感器的感应部分是一个固定在转轴上的感应组件，受到风压后在扭力矩的作用下旋转，其转速与风速成一定的关系。该旋转式风速传感器有风杯式和螺旋式两种，其中应用最广泛的是风杯式风速传感器。目前，市场上的风杯式风速传感器中风杯部分是组装而成、工艺复杂、组装繁琐、人为因素较大，很难保证较好的线性关系和一致性，且起动风速偏高。 

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提供一种三杯式风速传感器，风杯组件一体成形，工艺简单，安装方便，线性度更好，起动风速低。 

为了实现上述目的，本实用新型的一种三杯式风速传感器，包括由风杯和风杯杆组成的风杯组件、风杯保护支架、上壳体、下壳体、传动轴、第一精密轴承、第二精密轴承及光电传感器；所述风杯保护支架设在上壳体上方，风杯设置在风杯保护支架所形成的空间内，并通过风杯杆固定在传动轴顶端，所述传动轴底端穿过上壳体延伸到下壳体内；所述第一精密轴承套设在传动轴上、与上壳体上部内壁连接，所述第二精密轴承套设在传动轴上、与上壳体下部内壁连接；所述传动轴的下部轴向位置设置有转速码盘，所述光电传感器设置在下壳体内；所述风杯组件一体成型，所述光电传感器包括光电发射管和光电接收管，所述光电发射管位于转速码盘上方，光电接收管位于转速码盘下方，且三者在同一轴向上，所述转速码盘在所述轴向上开设通孔。 

优选地，风杯设有三个，均为半球形空心杯。 

优选地，风杯的凹面顺着一个方向排列，且相邻两个风杯杆之间的角度为120度。 

优选地，风杯杆的长度范围为20mm～30mm。 

进一步地，还包括光电传感器支架，所述光电传感器支架嵌入在下壳体内，光电传感器支架内放置光电传感器。 

进一步地，风杯采用ABS与碳纤维混合材料。 

与现有技术相比，本实用新型具有以下有点： 

1）风杯组件由注塑模一体成型，工艺简单，安装方便，坚固耐用，减少了风杯与风杯杆之间阻力，提高了线性度；

2）光电传感器的光电发射管与光电接收管之间对射距离小，获得的信号更准确，精确度更高；

3）风速保护支架能有效地保护风杯部件在跌落时不被损坏；

4）转速码盘、光电发射管和光电接收管在同一轴向上，保证了其与传动轴接触的上、下端的同心度，减少了精密轴承的摩擦力，使得起动风速降低，线性度更好。

附图说明

图1是整体结构示意图； 

图2是本实用新型的剖面示意图。

图中：1-1、风杯，1-2、杯杆，2、风杯保护支架，3、上壳体，4、下壳体，5、传动轴，6-1、光电发射管，6-2、光电接收管，7、光电传感器支架，8转速码盘，9、第一精密轴承，10、第二精密轴承，11、通孔。 

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。 

如图1和图2所示，本实用新型一种三杯式风速传感器，包括由风杯1-1和风杯杆1-2组成的风杯组件、风杯保护支架2、上壳体3、下壳体4、传动轴5、第一精密轴承9、第二精密轴承10及光电传感器；所述风杯组件由风杯1-1和风杯杆1-2组成；所述上壳体3安装在下壳体4上方，所述风杯保护支架2安装在上壳体3上方，所述风杯1-1设置在风杯保护支架2形成的空间内，所述风杯1-1通过风杯杆1-2固定在传动轴5顶端，所述传动轴5底端穿过上壳体3延伸到下壳体4内，所述第一精密轴承9套设在传动轴5上、与上壳体3上部内壁连接，所述第二精密轴承10套设在传动轴5上、与上壳体3下部内壁连接；所述传动轴5的下部轴向位置设置有转速码盘8，所述光电传感器设置在下壳体4内；所述风杯组件一体成型，所述光电传感器包括光电发射管6-1和光电接收管6-2，所述光电发射管6-1位于转速码盘8上方，光电接收管6-2位于转速码盘8下方，且三者在同一轴向上，所述转速码盘8在所述轴向上开设通孔。 

作为本实用新型的第一种优选方式，所述风杯为半球形空心杯，该半球形状，使得风速传感器的线性度更好。 

作为本实用新型的第二种优选方式，所述风杯1-1的凹面顺着一个方向排列，且相邻两个风杯杆1-2之间的角度为120度。 

作为本实用新型的第三种优选方式，所述风杯杆1-2的长度范围为20 mm～30mm，也就是风速传感器的回转半径范围为20mm～30mm，大大提高了传感器的线性度。 

作为本实用新型对上述技术方案的改进，还包括光电传感器支架7，光电传感器支架7嵌入在下壳体4内，光电传感器支架7内放置光电传感器，解决了装配过程中光电传感器连接电缆容易拧断的问题，同时也减少了光电传感器中光电发射管和光电接收管之间对射距离，能获更好的取信号。 

作为本实用新型对上述技术方案的进一步改进，所述风杯组件采用ABS与碳纤维混合材料，具有比重小、强度高的优点。从技术角度来考虑，较小的起动风速要求风杯越轻越好，较大的抗风强度要求风杯1-1越坚固越好，则碳纤维的风杯1-1可以同时兼顾上述两个性能要求。 

工作原理：在气流的作用下，风杯1-1要旋转，风杯1-1的旋转带动传动轴5的转动，同时也带动传动轴5下部转速码盘8的同步转动，在传动轴5转动时光电发射管向转速码盘8持续发射红外线，当转速码盘8的转动使通孔与光电发射管6-1、光电接收管6-2在一条直线上时，光电发射管6-1发出的红外线被光电接收管6-2接收从而输出信号。由于转速与风速具有有一定的线性关系，该风速传感器将风速转换为转速，通过光电传感器将转速转换为脉冲信号输出。 

本实用新型的风杯组件由注塑模一体成型的，安装方便，坚固耐用；光电传感器的光电发射管与光电接收管之间对射距离小，可以更好的获得信号；通过精密的机械加工保证了两个轴承的同心度，减小了精密滚子轴承的摩擦力，有利于减小起动风速；风杯保护支架2能有效地保护风杯组件在跌落时不被损坏。 

Claims (6)

1.一种三杯式风速传感器，包括由风杯（1-1）和风杯杆（1-2）组成的风杯组件、风杯保护支架（2）、上壳体（3）、下壳体（4）、传动轴（5）、第一精密轴承（9）、第二精密轴承（10）及光电传感器；所述上壳体（3）安装在下壳体（4）上方，所述风杯保护支架（2）安装在上壳体（3）上方，所述风杯（1-1）设置在风杯保护支架（2）形成的空间内，所述风杯（1-1）通过风杯杆（1-2）固定在传动轴（5）顶端，所述传动轴（5）底端穿过上壳体（3）延伸到下壳体（4）内；所述第一精密轴承（9）套设在传动轴（5）上、与上壳体（3）上部内壁连接，所述第二精密轴承（10）套设在传动轴（5）上、与上壳体（3）下部内壁连接；所述传动轴（5）的下部轴向位置设置有转速码盘（8），所述光电传感器设置在下壳体（4）内;其特征在于，所述风杯组件一体成型，所述光电传感器包括光电发射管（6-1）和光电接收管（6-2），所述光电发射管（6-1）位于转速码盘（8）上方，光电接收管（6-2）位于转速码盘（8）下方，且三者在同一轴向上，所述转速码盘（8）在所述轴向上开设通孔（11）。

2.根据权利要求1所述的一种三杯式风速传感器，其特征在于，所述风杯（1-1）设有三个，均为半球形空心杯。

3.根据权利要求2所述的一种三杯式风速传感器，其特征在于，所述风杯（1-1）的凹面顺着一个方向排列，且相邻两个风杯杆（1-2）之间的角度为120度。

4.根据权利要求1或2 所述的一种三杯式风速传感器，其特征在于，还包括光电传感器支架（7），所述光电传感器支架（7）嵌入在下壳体（4）内，光电传感器支架（7）内放置光电传感器。

5.根据权利要求4所述的一种三杯式风速传感器，其特征在于，所述风杯杆（1-2）的长度范围为20mm～30mm。

6.根据权利要求5所述的一种三杯式风速传感器，其特征在于，所述风杯（1-1）采用ABS与碳纤维混合材料。