DE10233989A1 - Wind velocity measurement device, e.g. for a ship, comprises a very light sphere connected by a shaft to a deflecting plate whose deflection is detected by at least three reflective light barriers to determine the wind vector - Google Patents

Wind velocity measurement device, e.g. for a ship, comprises a very light sphere connected by a shaft to a deflecting plate whose deflection is detected by at least three reflective light barriers to determine the wind vector Download PDF

Info

Publication number
DE10233989A1
DE10233989A1 DE2002133989 DE10233989A DE10233989A1 DE 10233989 A1 DE10233989 A1 DE 10233989A1 DE 2002133989 DE2002133989 DE 2002133989 DE 10233989 A DE10233989 A DE 10233989A DE 10233989 A1 DE10233989 A1 DE 10233989A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
plate
wind
flow velocity
light barriers
measuring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE2002133989
Other languages
German (de)
Inventor
Rene Baltus
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE2002133989 priority Critical patent/DE10233989A1/en
Publication of DE10233989A1 publication Critical patent/DE10233989A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P5/00Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft
    • G01P5/02Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring forces exerted by the fluid on solid bodies, e.g. anemometer
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01PMEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P13/00Indicating or recording presence, absence, or direction, of movement
    • G01P13/02Indicating direction only, e.g. by weather vane

Abstract

Method and device for measurement of wind velocity comprises a plate of any chosen geometrical shape, ideally square that is mounted in a freely pivoting or sprung manner. The plate is connected at its mid-point by a, possibly sprung, shaft to as light as possible a sphere, e.g. of Styrofoam or hollow plastic. Deflection of the sphere by the wind causes the plate to move relative to three or four reflective light barriers. Movement of the plate is analyzed with a computer program enabling determination of a wind vector. The measurement values are transmitted to an evaluation computer for wind vector determination by radio, e.g. using Bluetooth (RTM), or by cable or optical fiber.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Messung von Strömungsgeschwindigkeit und -richtung sind allgemein bekannt. Sie bestehen z.B. aus einem Sensor für die Windgeschwindigkeit und einem Sensor für die Windrichtung.Method and device for measurement of flow velocity and direction are generally known. They exist e.g. from a Sensor for the wind speed and a sensor for the wind direction.

Der Ersterer besteht z.B. aus einem Flügelrad mit Halbschalen dessen Umdrehungsgeschwindigkeit ein Maß für die Windstärke ist, der Zweite aus einer Windfahne, dessen Stellung ein Hinweis zur Richtung des Windes gibt.The former consists e.g. from a impeller with half shells whose speed of rotation is a measure of the wind force, the second from a wind vane, the position of which indicates the direction of the wind there.

Nachteilig ist, dass zwei Sensoren benötigt werden, ferner, dass die Sensoren bewegliche Teile haben, die einem Verschleiss unterliegen. Weiterhin ist nachteilig, dass Winde, die das Windrad, bzw. den Sensor schräg, von Oben oder von Unten anblasen, nicht so einfach zu messen sind.The disadvantage is that two sensors are needed further that the sensors have moving parts that are subject to wear subject. Another disadvantage is that winds that the wind turbine, or the sensor at an angle, Blowing from above or from below, are not so easy to measure.

In De 3221 530 A1 ist ein Geschwindigkeitsmesser erklärt, der fest eingespannt ist und wahrscheinlich mit Wägezellen ausgestattet ist. Damit kann aber nicht die ohne weiteres die Windrichtung gemessen werden, was auch nicht Gegenstand der Anmeldung war.In De 3221 530 A1 explains a speedometer that is firmly clamped and probably equipped with load cells. However, this does not mean that the wind direction can be measured easily, which was also not the subject of the application.

Ähnlich dürfte das Windmeßgerät aus DE 296 02 943 U1 funktionieren. Hier wird der Auftrieb eines Auftriebkörpers mit Flügelprofil. Damit kann aber auch nicht die Windrichtung gemessen werden.The wind measuring device should look similar DE 296 02 943 U1 function. Here the buoyancy of a buoyancy body with wing profile. However, the wind direction cannot be measured with this.

Das Gebrauchsmuster G 91 15 727.7 nutzt schon eine Kugel zur Aufnahme der Windrichtungen. Die Erklärung „..., dass in einer Kugel drei ... Kraftsensoren angebracht sind" ist wohl zu allgemein gehalten und läßt auch den Fachmann nicht erkennen, wie die Windkraft auf die Kraftsensoren übertragen werden soll. Dies ist aber für eine ökonomisch interessante Konstruktion von Wichtigkeit und nicht zuletzt spielt das Gewicht der Kraftsensoren eine wichtige Rolle bei der Trägheit des Systems.The utility model G 91 15 727.7 already uses a ball to record the wind directions. The explanation "... that three ... force sensors are attached in one ball "is probably kept too general and also leaves do not recognize the expert how the wind power is transmitted to the force sensors should. But this is for an economical interesting construction of importance and last but not least plays the weight of the force sensors play an important role in the inertia of the System.

Bei allen beschriebenen Verfahren oder Vorrichtungen sind die Kraftsensoren fest mit den Aufnahmevorrichtungen für den Winddruck (Kugel oder Flügel) verbunden. Hierdurch entstehen, bedingt durch die Torsion der Kraftsensoren, Fehlmessungen, die nicht ohne weiteres durch die Elektronik oder ein Rechenprogramm kompensierbar sind. Die Gestaltung des Gerätes hängt nicht zuletzt von dieser mechanischen Verbindung ab. Ferner ist die Auswerteelektronik teuer und der Energieverbrauch hoch. Dies spielt eine Rolle, wenn ein Batterie- oder Solarzellenbetrieb und eine moderne Funkübertragung der Meßwerte (Bluetooth) genutzt werden soll.With all described procedures or devices, the force sensors are fixed to the receiving devices for the Wind pressure (ball or wing) connected. This creates, due to the torsion of the force sensors, Incorrect measurements that are not easily caused by electronics or a Computer program can be compensated. The design of the device does not depend last from this mechanical connection. Furthermore, the evaluation electronics expensive and high energy consumption. This matters when a battery or Solar cell operation and modern radio transmission of the measured values (Bluetooth) should be used.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu entwickeln, die die vorgenannten Nachteile nicht hat und die einfache, preiswerte, energiesparende Sensoren nutzt und die berührungslos und torsionsfrei die Windkräfte und Windrichtungen, auch Fall- und Steigwinde, erfaßt, auswertet und anzeigt. Ferner soll eine kabellose Übertragung der Meßwerte erfolgen, wobei über Solarzellen und Batterien auch die gesonderte Energieversorgung über ein Kabel entfällt. Dies hat auch zur Folge, dass kein energiefressendes Netzgerät mehr benötigt wird. Da die Sensoren berührungsfrei messen, kann eine optimale, flache und aufgabenbezogene Gestaltung der mechanischen Komponenten erfolgen.The invention has the task asked to develop a method and a device that the does not have the aforementioned disadvantages and the simple, inexpensive, energy-saving Uses sensors and the contactless and the wind forces without torsion and wind directions, also falling and rising winds, recorded, evaluated and displays. Furthermore, the measured values should be transmitted wirelessly, being about solar cells and batteries also have a separate power supply No cable required. This also means that an energy-consuming power supply is no longer required. Since the sensors measure without contact, can create an optimal, flat and task-related design of the mechanical Components are done.

Der Einsatz von Reflexlichtschranken erlaubt ferner, die bewegliche Platte schwebend, z. B. auf einem Magnetfeld, zu lagern ohne dass das Feld negativen Einfluß auf die Messung hat. Wird die Kugel auf einen federnden Stiel angebracht, werden auch stärkste Winde ohne Bruch meßbar sein, was die Zuverlässigkeit der Vorrichtung wesentlich erhöht.The use of reflex light barriers also allows the movable plate to float, e.g. B. on one Magnetic field, to be stored without the field having a negative influence on the Measurement. If the ball is attached to a resilient stem, become strongest too Winch measurable without break be what reliability the device significantly increased.

11
Leichte Kugel, z.B. aus Styropor oder Hohlkörper aus Kunststofflight Bullet, e.g. made of styrofoam or hollow body made of plastic
22
Federfeather
33
ReflexlichtschrankeRetroreflex
44
Platte zur Messung der Neigung des Vorrichtungträgers, z.B. ein Schiffplate for measuring the inclination of the device carrier, e.g. a ship
55
Bewegliche Platteportable plate
66
Feste Plattefirm plate

Claims (4)

Verfahren und Vorrichtung zur Messung von Strömungsgeschwindigkeit und -richtung, dadurch gekennzeichnet, dass eine Platte beliebiger geometrischer , Idealerweise quadratischer, Form frei schwebend oder federnd gelagert ist, ferner dass die Platte einen mittigen, ggfs. federnden, Stiel besitzt, der an seinem Ende eine möglichst leichte Kugel, z.B. aus Styropor oder ein Hohlkörper aus Kunststoff, hat. Unterhalb der Platte sind mindestens drei, Idealerweise vier, Reflexlichtschranken angeordnet, die jede Bewegung der Platte als Distanzänderung erfassen, wobei die Stärke des auf die Kugel wirkenden Winddruckes sich druck- und richtungsproportional auf den Abstand der Platte zu den Reflexlichtschranken verhält. Diese Änderung ist mess-, mit einem Rechnerprogramm auswert- und als dreidimensionale Darstellung anzeigbar, wobei die Übertragung der Meßwerte zum Rechner über Funk, z.B. Bluetooth, Kabel oder Lichtleitfasern erfolgt.Method and device for measuring flow velocity and direction, characterized in that a plate any geometric, ideally square, shape floating freely or resiliently mounted, furthermore that the plate has a central, possibly resilient, stalk that has one at its end if possible light ball, e.g. made of styrofoam or a hollow body made of plastic. Below The plate has at least three, ideally four, reflex light barriers arranged each movement of the plate as a change in distance grasp the strength of the wind pressure acting on the ball is proportional to pressure and direction the distance of the plate to the reflex light barriers. This change is measuring, evaluating with a computer program and as three-dimensional Display can be displayed, the transmission of the measured values to Calculator about Radio, e.g. Bluetooth, cable or optical fibers are used. Verfahren und Vorrichtung zur Messung von Strömungsgeschwindigkeit und -richtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugel, die Platte oder das Gehäuse mit Solarzellen bestückt ist, die neben der Energieversorgung der Elektronik einen Akku für den Betrieb bei Dunkelheit laden.Method and device for measuring flow velocity and direction according to claim 1, characterized in that the Bullet, plate or casing is equipped with solar cells, which in addition to the power supply to the electronics, a battery for operation charge in the dark. Verfahren und Vorrichtung zur Messung von Strömungsgeschwindigkeit und -richtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine identische Platte mit der identischen Sensorik, windgeschützt, z.B. unterhalb der in Anspruch 1 aufgeführten Vorrichtung angeordnet ist, wobei auf der Platte aufgebrachte Gewichte in etwa die Verhältnisse der messenden Vorrichtung bei Windstille simulieren, und dass damit Neigungen des den Windmesser tragenden Objekt, z.B Schiffe, mit einem geeigneten Rechnerprogramm ausgleichbar sind.Method and device for measuring flow velocity and direction according to claims 1 and 2, characterized in that an identical plate with the identical sensors, protected from the wind, for example below the device listed in claim 1, weights applied to the plate simulating roughly the conditions of the measuring device when there is no wind, and that inclinations of the object carrying the anemometer, for example ships, can thus be compensated for using a suitable computer program. Verfahren und Vorrichtung zur Messung von Strömungsgeschwindigkeit und -richtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die bewegliche Platte induktiv, magnetisch oder auf einem Luftkissen lagerbar ist.Method and device for measuring flow velocity and direction according to the claims 1 to 3, characterized in that the movable plate is inductive, can be stored magnetically or on an air cushion.
DE2002133989 2002-07-25 2002-07-25 Wind velocity measurement device, e.g. for a ship, comprises a very light sphere connected by a shaft to a deflecting plate whose deflection is detected by at least three reflective light barriers to determine the wind vector Withdrawn DE10233989A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2002133989 DE10233989A1 (en) 2002-07-25 2002-07-25 Wind velocity measurement device, e.g. for a ship, comprises a very light sphere connected by a shaft to a deflecting plate whose deflection is detected by at least three reflective light barriers to determine the wind vector

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2002133989 DE10233989A1 (en) 2002-07-25 2002-07-25 Wind velocity measurement device, e.g. for a ship, comprises a very light sphere connected by a shaft to a deflecting plate whose deflection is detected by at least three reflective light barriers to determine the wind vector

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10233989A1 true DE10233989A1 (en) 2004-02-12

Family

ID=30128414

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2002133989 Withdrawn DE10233989A1 (en) 2002-07-25 2002-07-25 Wind velocity measurement device, e.g. for a ship, comprises a very light sphere connected by a shaft to a deflecting plate whose deflection is detected by at least three reflective light barriers to determine the wind vector

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE10233989A1 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103018791A (en) * 2012-02-14 2013-04-03 尤文峰 Wind measuring device
CN107966181A (en) * 2017-12-30 2018-04-27 石家庄铁道大学 Wind speed wind direction sensor
CN108680766A (en) * 2018-05-21 2018-10-19 江西师范大学 A kind of ball-type laser fluid environmental sensor
CN109030863A (en) * 2018-09-04 2018-12-18 刘绍波 A kind of fiber grating air monitoring sensor
CN109282852A (en) * 2018-10-17 2019-01-29 南京布拎信息科技有限公司 A kind of artificial intelligence external information acquisition device and its application method
CN114352161A (en) * 2022-01-23 2022-04-15 陈丽军 Intelligent aluminum alloy door and window

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103018791A (en) * 2012-02-14 2013-04-03 尤文峰 Wind measuring device
CN103018791B (en) * 2012-02-14 2017-02-15 敦煌西域特种新材股份有限公司 Wind measuring device
CN107966181A (en) * 2017-12-30 2018-04-27 石家庄铁道大学 Wind speed wind direction sensor
CN107966181B (en) * 2017-12-30 2024-04-12 石家庄铁道大学 Wind speed and direction sensor
CN108680766A (en) * 2018-05-21 2018-10-19 江西师范大学 A kind of ball-type laser fluid environmental sensor
CN108680766B (en) * 2018-05-21 2019-07-26 江西师范大学 A kind of ball-type laser fluid environmental sensor
CN109030863A (en) * 2018-09-04 2018-12-18 刘绍波 A kind of fiber grating air monitoring sensor
CN109030863B (en) * 2018-09-04 2023-11-10 刘绍波 Fiber bragg grating wind speed monitoring sensor
CN109282852A (en) * 2018-10-17 2019-01-29 南京布拎信息科技有限公司 A kind of artificial intelligence external information acquisition device and its application method
CN109282852B (en) * 2018-10-17 2021-01-26 南京布拎信息科技有限公司 Artificial intelligence external information acquisition device and use method thereof
CN114352161A (en) * 2022-01-23 2022-04-15 陈丽军 Intelligent aluminum alloy door and window
CN114352161B (en) * 2022-01-23 2023-08-08 广东省星际铝业有限公司 Intelligent aluminum alloy door and window

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101389967A (en) Method and apparatus to determine the wind speed and direction experienced by a wind turbine
DE102007059165A1 (en) Method and system for measuring a deflection of a hollow component of a wind turbine from a normal position
DE10233989A1 (en) Wind velocity measurement device, e.g. for a ship, comprises a very light sphere connected by a shaft to a deflecting plate whose deflection is detected by at least three reflective light barriers to determine the wind vector
CN101509816A (en) Force sensor and air measurement method thereof
US8074366B2 (en) Sensor and method for motion measurement of co-existing tilt and horizontal acceleration
DE4426302A1 (en) Shock force meter for combat sport e.g. boxing or martial arts
WO2009088567A4 (en) Orientation independent gravity sensor
CN100493654C (en) Discus used for testing athlete kinetics information
CN201434758Y (en) Sneaker shock absorption tester
CN101776696B (en) Three-dimensional flow velocity sensor
CN207976493U (en) A kind of wind speed wind direction sensor based on bionical deformation blade
CN108459175B (en) A kind of wind speed wind direction sensor and its measurement method based on bionical deformation blade
CN106289722A (en) Ship model cross force and horizontal righting moment measuring instrument
EP2818875A1 (en) Wind direction measuring device and method for measuring wind direction
CN107702835A (en) Restructural parallel connection three-dimensional force/torque sensor
US3552201A (en) Windtunnel roll-moment balance
Oehler Measuring apparent flow vector on a flexible wing kite
CN107941691A (en) A kind of discrete material skin-friction coefficient analyzer
CN111413131A (en) Suspension tunnel anchor rope inefficacy and dynamic response test device that collapses in succession
Wong et al. Unmanned aerial vehicle flight model validation using on-board sensing and instrumentation
US3055216A (en) Wind speed meter
WO2003031989A1 (en) Single sensor to measure the wind speed and the wind direction without parts in movement
US3044306A (en) Power meter
CN207528320U (en) A kind of online weighing device
DE10027641A1 (en) Roll-over sensor for vehicle, has position transducer with circular tube which is filled with magnetic liquid or balls

Legal Events

Date Code Title Description
8141 Disposal/no request for examination