CN216350779U - 一种振动式测风仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种振动式测风仪，包括：安装座、测风片、光屏片和激光源，所述的安装座上设置转轴，所述的测风片固定连接于转轴上，测风片所在的平面经过转轴的中轴线，所述的转轴一侧连接光屏片，所述的光屏片与测风片相平行，所述的激光源固定于光屏片的一侧，所述的激光源发出的激光经过测风片反射至光屏片上。本实用新型方便携带，对于测风环境要求较低，可实现随时随地测风,并且综合了风速仪和风向标的作用，可同时测量风向和风速。

Description

一种振动式测风仪

技术领域

本实用新型公开了一种振动式测风仪，涉及测风仪器技术领域。

背景技术

现有的测风装置为风杯式风速仪和风向标，分别来测量风速和风向，风杯式风速仪通过风杯的旋转速度来反映风速大小，风向标在风力的作用下，改变指向杆方向，指向风的来向，最终转化为电信号。同时，风速仪和风向标需固定在10-20米位置处。这种测风系统需风速仪和风向标配合使用才能测得风向和风速，另外，这种测风装置需固定在10-20米位置处，对测量环境要求较高，不方便携带。

实用新型内容

本实用新型针对上述背景技术中的缺陷，提供一种振动式测风仪，方便携带，操作简便，满足日常生产生活对于风向风速数据的要求。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：一种振动式测风仪，包括：安装座、测风片、光屏片和激光源，所述的安装座上设置转轴，所述的测风片固定连接于转轴上，测风片所在的平面经过转轴的中轴线，所述的转轴一侧连接光屏片，所述的光屏片与测风片相平行，所述的激光源固定于光屏片的一侧，所述的激光源发出的激光经过测风片反射至光屏片上。

进一步的，所述的光屏片一侧连接过渡杆的一端，所述的过渡杆的另一端设置滑块，所述的转轴上开设滑槽，所述的光屏片通过滑块滑动连接于滑槽中。

进一步的，所述的滑块截面呈T型设置，所述滑槽的截面呈T型设置。

进一步的，所述的滑槽的开口方向与测风片的设置方向相垂直，所述的过渡杆与光屏片垂直设计。

进一步的，所述的过渡杆的长度为40~60cm。

进一步的，当测风片与光屏片相平行时，激光源初始入射的激光光束与光屏的夹角为60°。

进一步的，所述光屏片上附刻度为1mm的网格纸，并以激光源初始入射的光斑位置为零刻度。

进一步的，所述的激光源设置在光屏片的近安装座侧，保证激光源的位置需满足激光光束射到金属片中间偏远离安装座的位置，此处的金属片振动效果更为明显，便于后续测量。

进一步的，所述的测风片为金属片； 金属片厚度0.2-0.3mm，材质为铝材，长度为30-40cm，宽度为30-40cm。

风向检测原理：测风片在风力吹动后的指向方向的反方向。

风速检测原理：根据卡曼涡旋振动原理，在旋转轴直径不变的条件下，涡旋的脱落频率与风速成正比，而测风片在涡旋的影响下，测风片的振动频率与涡旋的脱落频率相等，即测风片的振动频率与风速成正比；通过光学放大法，将测风片的振动放大为光斑的形变，测风片的振动频率越大，光斑的形变就越大，通过在光屏上读取光斑的大小，同时根据风速与测风片振动频率的正比关系，可推测风速；通过前期定标，找到风速与光斑大小的一一对应关系，即可在实际应用中直接观察光斑来判断风力。

有益效果：本发明基于卡曼涡旋振动原理，通过测量薄金属片的振动频率，进而测得风速以及风向；本发明可同时测得风向和风速，综合了风速仪和风向标两种仪器的功能；本发明根据测风片指向方向来测量风向，再利用光学放大法，可直接从光屏片上读取光斑大小，配合标定的数据表，读取风速数据，测量风速更加直观。本发明方便携带和安装，操作简便，对测风环境要求较低，可满足日常生活中对于风向风速的测量。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的转轴的俯视图；

图3为本实用新型的转轴的侧视图；

图4为本实用新型的实施例图。

具体实施方式

下面结合附图对技术方案的实施作进一步的详细描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

如图1~3所示的一种实施例，一种振动式测风仪，包括：安装座1、测风片2、光屏片3和激光源4，所述的安装座1上设置转轴5，所述的测风片2固定连接于转轴5上，测风片2所在的平面经过转轴5的中轴线，所述的转轴5一侧连接光屏片3，所述的光屏片3与测风片2相平行，所述的激光源4固定于光屏片3的一侧，所述的激光源4发出的激光经过测风片2反射至光屏片3上；所述的激光源4设置在光屏片3的近安装座1侧；当测风片2与光屏片3相平行时，激光源4初始入射的激光光束与光屏的夹角为60°。

所述的光屏片3一侧连接过渡杆6的一端，所述的过渡杆6的另一端设置滑块，所述的过渡杆6的长度为50cm；所述的转轴5上开设滑槽7，所述的光屏片3通过滑块滑动连接于滑槽7中。所述的滑块截面呈T型设置，所述滑槽7的截面呈T型设置。所述的滑槽7的开口方向与测风片2的设置方向相垂直，所述的过渡杆6与光屏片3垂直设计。

所述光屏片3上附刻度为1mm的网格纸，并以激光源4初始入射的光斑位置为零刻度；通过光学放大法将测风片2的振动转化为光斑的形变大小，当测风片2的振动频率有较大变化时，光斑可产生1-2cm，甚至更大的形变，故刻度为1mm的网格纸即可读取光斑的形变大小。

所述的测风片2为金属片；金属片厚度0.2mm，材质为铝材，长度为30cm，宽度为30cm。

标定过程：配合现有的测风仪器，进行本实施例的数据标定；在已知风速条件下，进行光斑大小测量，在多组不同风速数据条件下，测得相应风速下的光斑大小，形成参照表，如下表1所示。

风速m/s	风力	光斑宽度/cm
			1.6-3.3	2级	5.5-6.4
3.4-5.4	3级	6.5-7.5
			5.5-7.9	4级	7.6-8.8
8.0-10.7	5级	8.9-10.2
			10.8-13.8	6级	10.3-13.6
13.9-17.1	7级	13.7-15.0

表1：光斑宽度-风速表

如上表所示，本申请适用于2级~7级风测量。

如图4所示，实地测量：首先通过过渡杆拆卸下光屏片，将装置至于待测点，在风力影响下，测风片围绕转轴转动，直至与风向方向大致相同，再安装上光屏片，开启激光源，读取反射到光屏片上的光斑宽度数据，a为激光源的初始点，b，c为该风速下激光源在a点两侧振动的最远距离，bc的长度为光斑宽度，配合光斑宽度-风速表，即可完成被测地风速的测量。

本发明根据测风片指向方向来测量风向，再利用光学放大法，可直接从光屏片上读取光斑大小，配合标定的数据表，读取风速数据，测量风速更加直观。本发明方便携带和安装，操作简便，对测风环境要求较低，可满足日常生活中对于风向风速的测量。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种振动式测风仪，其特征在于，包括：安装座、测风片、光屏片和激光源，所述的安装座上设置转轴，所述的测风片固定连接于转轴上，测风片所在的平面经过转轴的中轴线，所述的转轴一侧连接光屏片，所述的光屏片与测风片相平行，所述的激光源固定于光屏片的一侧，所述的激光源发出的激光经过测风片反射至光屏片上。

2.根据权利要求1所述的一种振动式测风仪，其特征在于，所述的光屏片一侧连接过渡杆的一端，所述的过渡杆的另一端设置滑块，所述的转轴上开设滑槽，所述的光屏片通过滑块滑动连接于滑槽中。

3.根据权利要求2所述的一种振动式测风仪，其特征在于，所述的滑块截面呈T型设置，所述滑槽的截面呈T型设置。

4.根据权利要求2所述的一种振动式测风仪，其特征在于，所述的滑槽的开口方向与测风片的设置方向相垂直，所述的过渡杆与光屏片垂直设计。

5.根据权利要求2所述的一种振动式测风仪，其特征在于，所述的过渡杆的长度为40~60cm。

6.根据权利要求1所述的一种振动式测风仪，其特征在于，当测风片与光屏片相平行时，激光源初始入射的激光光束与光屏的夹角为60°。

7.根据权利要求6所述的一种振动式测风仪，其特征在于，所述光屏片上附刻度为1mm的网格纸，并以激光源初始入射的光斑位置为零刻度。

8.根据权利要求1所述的一种振动式测风仪，其特征在于，所述的激光源设置在光屏片的近安装座侧。

9.根据权利要求1所述的一种振动式测风仪，其特征在于，所述的测风片为金属片。

Images