CN204536357U - 基于正交压力测风的便携式风向风速传感器 - Google Patents

基于正交压力测风的便携式风向风速传感器 Download PDF

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王昆鹏
王韬
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Abstract

基于正交压力测风的便携式风向风速传感器属于风速测量技术领域，目的在于解决现有技术中风向标体积大容易损坏以及小体积风速传感器不能测量风向的问题。本实用新型包括差压传感器、信号采集电路、信号矢量合成计算电路和自动定北装置；两个所述差压传感器正交方向安装，信号采集电路同时采集两个差压传感器的差压信号，所述信号矢量合成计算电路根据信号采集电路采集的差压信号计算理论风速值和风向值，通过所述自动定北装置给出实际的风向值。本实用新型的信号矢量合成计算电路根据AD芯片测量的两路差压信号，按照矢量计算原理计算风速值和风向值，并根据自动定北装置给出实际的风向值；整个传感器的体积可以有效的缩小，风速传感器的体积小。

Description

基于正交压力测风的便携式风向风速传感器
技术领域
本实用新型属于风速测量技术领域，具体涉及一种基于正交压力测风的便携式风向风速传感器。
背景技术
风速风向传感器在环境监测、野外作业等方面有广泛的应用，该类传感器一般有传统的风杯和风向标结构、纯固态的热丝或热膜结构以及超声风速测量系统等。传统可以同时测量风速和风向的具有体积大，携带不方便，风向标容易损坏，便携式风速传感器体积小的只能测量风速值不能测量风向。
发明内容
本实用新型的目的在于提出一种基于正交压力测风的便携式风向风速传感器，解决现有技术存在的风速风向传感器风向标体积大容易损坏的问题以及小体积风速传感器不能测量风向的问题。
为实现上述目的，本实用新型的基于正交压力测风的便携式风向风速传感器包括差压传感器、信号采集电路、信号矢量合成计算电路和自动定北装置；
两个所述差压传感器正交方向安装，信号采集电路同时采集两个差压传感器的差压信号，所述信号矢量合成计算电路根据信号采集电路采集的差压信号计算理论风速值和风向值，通过所述自动定北装置给出实际的风向值。
所述信号采集电路采用高精度AD芯片。
所述自动定北装置为电子磁罗盘。
本实用新型的有益效果为：本实用新型的基于正交压力测风的便携式风向风速传感器的信号矢量合成计算电路根据AD芯片测量的两路差压信号，按照矢量计算原理计算风速值和风向值，并根据自动定北装置给出实际的风向值；整个传感器的体积可以有效的缩小，风速传感器的体积小，装置不易损坏。
附图说明
图1为本实用新型的基于正交压力测风的便携式风向风速传感器的工作框图；
图2为本实用新型的基于正交压力测风的便携式风向风速传感器的工作示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的实施方式作进一步说明。
参见附图1和附图2，本实用新型的基于正交压力测风的便携式风向风速传感器包括差压传感器、信号采集电路、信号矢量合成计算电路和自动定北装置；
两个所述差压传感器正交方向安装，信号采集电路同时采集两个差压传感器的差压信号，所述信号矢量合成计算电路根据信号采集电路采集的差压信号计算理论风速值和风向值，通过所述自动定北装置给出实际的风向值。
所述信号采集电路采用高精度AD芯片，可以同时测量两路差压传感器的差压信号，并把两路压力数据传输到信号矢量合成计算电路中。
所述自动定北装置为电子磁罗盘，可以测量与地球磁场的北极的角度，把测量数据传输到矢量合成计算电路中。
两个正交方向安装的差压传感器可以测量环境的风速，风速测量原理为流体动力学，风产生的压力与其速度的平方成正比。
差压传感器采用直径为4cm长5cm并在距顶端1cm处圆周均布四个圆孔，圆孔直径为3mm。北方和南方的圆孔通过导管接到压差传感器Ⅰ上，东方和西方的圆孔通过导管接到Ⅱ号压差传感器上。
信号采集电路采用AD芯片，其型号为AD7792，采集位数可以达到24位，风速的分辨率达到0.01m/s，并有两路AD采集端口，可以同时并行采集两路差压传感器输出的信号，通过串口传输到信号矢量合成计算电路中。
所述信号矢量合成计算电路根据AD芯片测量的两路差压信号。当环境的风与北方的差压传感器垂直流动时，北方和南方的差压传感器100％反应环境的风速值，东方和西方的差压传感器不会感应出风压，当环境的风与北方的和南方的差压传感器平行流动时，北方的和南方的差压传感器不会感应出风压，东方和西方的差压传感器100％反应环境的风速值。当环境的风与北方的和南方的差压传感器以一定的夹角流动时，其与东方和西方的差压传感器也以一定的夹角流动，按照矢量计算原理计算风速值和风向值，并根据自动定北装置给出实际的与地球磁场北极的夹角，计算出实际的风向值。
电子磁罗盘采用高灵敏度的三轴感磁元件，可以补偿由于测量元件与地平面不平行带来的误差。

Claims (3)

1.基于正交压力测风的便携式风向风速传感器，其特征在于，包括差压传感器、信号采集电路、信号矢量合成计算电路和自动定北装置；
两个所述差压传感器正交方向安装，信号采集电路同时采集两个差压传感器的差压信号，所述信号矢量合成计算电路根据信号采集电路采集的差压信号计算理论风速值和风向值，通过所述自动定北装置给出实际的风向值。
2.根据权利要求1所述的基于正交压力测风的便携式风向风速传感器，其特征在于，所述信号采集电路采用高精度AD芯片。
3.根据权利要求1所述的基于正交压力测风的便携式风向风速传感器，其特征在于，所述自动定北装置为电子磁罗盘。
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