CN2266740Y

CN2266740Y - 螺旋桨式测风传感器

Info

Publication number: CN2266740Y
Application number: CN 96227061
Authority: CN
Inventors: 崔岗; 郑万鸣; 刘家卫
Original assignee: Oceanographic Instrumentation Research Institute Shandong Academy of Sciences
Current assignee: Oceanographic Instrumentation Research Institute Shandong Academy of Sciences
Priority date: 1996-01-04
Filing date: 1996-01-04
Publication date: 1997-11-05
Anticipated expiration: 2006-01-04

Abstract

本实用新型提供了一种螺旋桨式测风传感器，它包括风速测量部分，风向测量部分以及竖轴测风速风向部分，其特征在于螺旋桨的桨叶是矩形，叶片采用塑料制成；测风向测量部分中的连接杆是一空心管，尾翼为上、下对称布置；三通体直接带动上、下码盘传动。其优点在于：由于螺旋桨的改进，使起动风速降低；尾翼，连接杆的改进，使转动惯量降低，使尾翼的质心到回转中心的距离更为合理；三通体与码盘的单层直接传动关系，提高传动效率。

Description

螺旋桨式测风传感器

本实用新型属于用来测风速、风向传感器，是对现有的螺旋桨式测风传感器的改进。

现有的螺旋桨式测风传感器已问世多年，沿用至今，但仍有存在着某些缺点：1、已有技术的尾翼是不对称尾翼，并且连接尾翼的过渡锥太粗，因而转动惯量较大，由于尾翼形状不尽合理，使风压中心作用力的作用点不合理，其尾翼质心至迥转中心的距离与螺旋桨质心到迥转中心的距离与螺旋桨质心到迥转中心的距离之比不合理，因此，造成其动态性能较差；2、在风速测量部分中的螺旋桨重量较大，其桨叶采用翼形叶片，叶片与轮毂间的连接采用圆柱榫头连接，造成叶片根部成为受力薄弱环节，为了增强桨叶强度桨叶笨重，因而造成较大的静摩擦力矩，使螺旋桨起动风速较高；3、从现有的技术的码盘传动关系可以看出，其传动为双层轴传动，由于传递层次多，造成结构复杂，传动效率低。正是由于存在着上述缺点，不能满足世界气象组织(WMO)提出的测风传感器动态性能要求。

本实用新型的目的是为了解决上述存在的问题，提供一种螺旋型式测风传感器。它可以使测风传感器的动态性能大大提高，达到世界气象组织提出的动态性能要求，并且使起动风速大大降低，达到国家气象局的规定要求，还可使风向轴结构大大简化，由双层轴传动改为单层传动，提高传动效率，降低成本。

为了达到上述目的，本实用新型包括风速测量部分，风向测量部分以及竖轴测风速，风向部分，本实用新型的特征在于风速测量部分中的螺旋桨的桨叶横截面是矩形，叶片采用塑料材料制成；在风向测量部分中的连接杆是一空心管，尾翼为上、下对称布置；在竖轴测风速、风向部分中有两个码盘，上码盘和下码盘，尾翼按下列传动关系带动上码盘和下码盘绕竖轴I转动：尾翼→连接杆→尾锥体→三通体→壳体→销钉→下码盘支架→下码盘→上码盘支架→上码盘。

螺旋桨的尺寸范围为：叶根厚度A：3～6mm、叶尖厚度B：1～3mm、螺旋桨直径C：Φ200～Φ300mm、螺旋桨宽度D：20～40mm、叶片最大扭角α：30°～50°。

连接杆的尺寸范围外径BΦ6～10mm、内径AΦ4～8mm、长C400～450mm；尾翼尺寸范围上、下端宽度A：100～120mm；最大宽度C：110～150mm，高度B：250～320mm；厚度E：0.4～0.8mm，尾翼质心到竖轴II迥转中心的尺寸范围为400～500mm。

本实用新型的优点在于：1、由于螺旋桨的改进，使起动风速大大降低；2、尾翼，连接杆的改进，使转动惯量降低，并使尾翼的质心到迥转中心的距离更为合理；3、三通体与码盘的单层直接传动关系，简化了结构，提高了传动效率，降低了成本。经过试验本实用新型与已有技术性能对比表如下：

性能对比表

技术指标已有技术本实用新型测风传感器

阻尼比 0.15 0.33

风向起动风速 ≤1m/s ≤0.5m/s

风向响应距离 ≤3m ≤3m

螺旋桨起动风速 ≤1m/s ≤0.5m/s

上限测量风速 ≤70m/s ≤70m/s

图1是本实用新型的剖面图；

图2是本实用新型螺旋桨主视图；

图3是本实用新型螺旋桨俯视图；

图4是本实用新型螺旋桨左视图。

图5是本实用新型尾翼主视图。

图6是本实用新型尾翼左视图。

图7是本实用新型连接杆剖面图。

图8是A-A剖视图。

(1)压帽；(2)螺旋桨；(3)盖板；(4)密封垫；(5)风速轴；(6)轴承座I；(7)衬套I；(8)磁钢架；(9)三通体；(10)尾锥体；(11)连接杆；(12)尾翼；(13)霍尔元件；(14)压紧螺母；(15)上码盘；(16)上码盘支架；(17)下码盘；(18)码盘套；(19)下码盘支架；(20)销钉；(21)轴承；(22)轴承座II；(23)衬套II；(24)壳体；(25)螺塞；(26)底座；(27)竖轴II；(28)竖轴I；(29)发光管组件；(30)光敏管组件；(31)光敏管组件；(32)发光管组件；(33)轴承；(34)挡片；(35)平键。

参见图1，在竖轴测风向、风速部分中上、下布置两个码盘，即上码盘(15)、下码盘(17)，它们分别安装上码盘支架(16)上(见图8)和下码盘支架(19)上。而上、下码盘支架(16)、(19)，是由三通体(9)带动壳体(24)再通过销钉(20)带动它们转动。它们的连接关系是：三通体(9)通过螺纹与壳体(24)连接，销钉(20)嵌装在壳体(24)上，同时通过销钉(20)部分来拨动下码盘支架(19)的凹槽，下码盘支架(19)通过凸起的齿来拨动下码盘(17)，同理，下码盘(17)拨动上码盘支架(16)，再由上码盘支架(16)拨动上码盘(15)。尾翼(12)按下列传动顺序关系带动上码盘(15)和下码盘(17)绕竖轴(28)转动：尾翼(12)→连接杆(11)→尾锥体(10)→三通体(9)→壳体(24)→销钉(20)→下码盘支架(19)→下码盘(17)→上码盘支架(16)→上码盘(15)。装在上码盘(15)和下码盘(17)上、下两侧的发光管(32)、(29)光敏管(31)、(30)随着上、下码盘(15)、(17)的转动，使发光管(32)、(29)的光信号有时通过，有时被遮住，这样，六个光敏管(上、下各三个)将有不同的输出状态，由输出状态不同便可测得风的方向。

参见图2、图3、图4，螺旋架(2)采用塑料材料制成，共四个桨叶，桨叶的横截面是矩形，叶根厚度A：4mm叶尖厚度B：2mm；桨叶直径CΦ250mm；宽度D：30mm；最大扭角α：40°。由螺旋桨(2)感应风速的大小，当风速改变时，螺旋桨(2)的转速随着改变，螺旋桨(2)绕风速轴(5)转动，同时带动风速轴(5)上的磁钢架(8)转动，磁钢架(8)上有八个长方形磁钢，随着磁钢架(8)的转动，磁钢接近，离开霍尔元件(13)，这样使霍尔元件(13)感应输出脉冲信号，根据输出频率，即可测得风速的大小。

参见图5、图6、图7，尾翼(12)为上、下对称布置，连接杆(11)是空心管。外径B：Φ9mm；内径A：Φ6mm；长C：430mm。尾翼(12)的尺寸为：上下端宽度A：110mm；最大宽度C：130mm；高度B：280mm；厚度E：0.6mm。尾翼(12)质心到竖轴II迥转中心的尺寸为460mm。

Claims

1、一种螺旋桨式测风传感器，它包括风速测量部分，风向测量部分以及竖轴测风速、风向部分，其特征在于a、风速测量部分中的螺旋桨(2)的桨叶横截面是矩形，叶片采用塑料材料制成；

b、在风向测量部分中的连接杆(11)是一空心管，尾翼(12)为上、下对称布置；

c、在竖轴测风速、风向部分中有两个码盘，上码盘(15)和下码盘(17)，尾翼(12)按下列传动关系带动上码盘(15)和下码盘(17)绕竖轴I(28)转动：尾翼(12)→连接杆(11)→尾锥体(10)→三通体(9)→壳体(24)→销钉(20)→下码盘支架(19)→下码盘(17)→上码盘支架(16)→上码盘(15)。

2、根据权利要求1所述的螺旋桨式测风传感器，其特征在于所述的螺旋桨的尺寸范围为：叶根厚度A：3～6mm、叶尖厚度B：1～3mm、螺旋桨直径C：Φ200～Φ300mm、螺旋桨宽度D：20～40mm、叶片最大扭角α：30°～50°。

3、根据权利要求1或2所述的螺旋桨式测风传感器，其特征在于连接杆(11)的尺寸范围外径BΦ6～10mm、内径AΦ4～8mm、长C400～450mm；尾翼(12)尺寸范围上、下端宽度A：100～120mm；最大宽度C：110～150mm，高度B：250～320mm；厚度E：0.4～0.8mm，尾翼(12)质心到竖轴II(27)迥转中心的尺寸范围为400～500mm。