[实用新型]便携式近地层风速廓线仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及测量空气流场的电子设备领域，尤其是一种专门用于测量风沙环境条件下的空气流场的便携式近地层风速廓线仪。

背景技术

我国是世界上遭受风沙危害最严重的国家之一，因风沙问题每年造成的直接损失高达540亿元。风沙灾害已严重危害人民生活、制约社会经济协调发展，成为中华民族的心腹之患。如何有效治理风沙灾害问题已经成为广泛关注的焦点。风作为风沙灾害的主要营力，在防沙治沙研究中，不同高度风速风向的测量是防沙治沙工程设计中参照的重要物理参数。因此气流性质、风速大小及其方向都必须在野外实验观测过程中进行解决。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型的目的是针对上述现有技术的不足，提供一种可以在野外实验观测过程检测气流性质、风速大小及其方向等的测试仪器，即便携式近地层风速廓线仪。

(二)技术方案

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型所述的便携式近地层风速廓线仪，包括测风观测支架、安装在支架上的风速传感器、风向传感器，以及风速测量控制存储器，其中所述风速测量控制存储器包括CR10X数据采集器、通信接口和供电电路；CR10X数据采集器用于接收风速传感器、风向传感器传来的信号，并进行分析处理与存储，再由通信接口输出到PC机或计算机。

所述供电电路是交流电充电电路或太阳能充电电路。

所述通信接口是232串行口。

所述测风观测支架包括底座、安装在底座上首尾顺次连接的伸缩管、安装在各个伸缩管上的若干个传感器支杆、以及用于固定支架的纤绳机构，风速传感器安装在其中一个传感器支杆上，风向传感器安装在顶端部的伸缩管的顶端。

所述风速传感器、风向传感器外各自设有防沙罩。

所述风速传感器通过轴承安装在伸缩管上，风向传感器通过轴承安装在传感器支杆上。

所述供电电路中还设有供电电路避雷器和信号避雷器，所述测风观测支架上设有避雷针。这种带有避雷设备的野外便携式风速廓线仪可以保障其在雷电天气中正常使用，保护相关设备安全。

(三)有益效果

本实用新型所述的便携式近地层风速廓线仪的优点和积极效果是：

1、本实用新型提供了一种适应野外的便携式近地层风速廓线仪，它通过CR10X数据采集器，将传感器中的风杯和风向标的圈数和方向转换成平均风速值和风速方位，并进行相应的分析处理与存储，再通过通信接口将数据传输到笔记本和PC机。基于这些数据，通过软件处理，得到相关风速廓线数据。

2、本实用新型主要包括传感器、便携式测风观测支架、采集处理器、供电电路以及通信接口。其中风速、风向传感器采用轴承式结构，并增加有一对防沙迷宫罩，是用于风沙天气下的风速、风向测试设备，不用时将传感器储存在期间在一个具有保护作用的特制箱子；风速测量控制存储器、供电电路以及通信接口集成在一个铁制的机箱，机箱里的CR10X数据采集器、避雷器(供电电路、信号)、232串行口、供电电路、变压器、供电电路控制器等共同组成风速廓线控制存储电路。这种带有避雷设备的野外便携式风速廓线仪可以保障其在雷电天气中正常使用，保护相关设备安全。

3、本实用新型采用积木式结构，可根据实际需要增加风速传感器和其他配置，组装灵活，维修方便。同时可以连接各类开关量风速传感器、由计数原理的风杯传感器取消了风速表的齿轮和零部件，采用插件式接口，避免沙粒卡住风杯的现象，从而减小风杯的起动风速，提高了本实用新型的可靠性。

4、本实用新型的传感器支架拆卸可作线轴，组装后可将风杯倒挂，用以测量平坦地表2cm以及以下的风沙流挟沙风速。对于其他下垫面，根据实际情况也可进行相关测量。

5、本实用新型的轻便简单，减少了科研人员劳动强度，减轻了科研人员的数据挑选与人工输入数据。

6、本实用新型的可测量9个不同高度的风速、风向，它们的测量范围分别0～30m/s、0～360°；起动风速：风向(≤0.5m/s)、风速(≤0.7m/s)；精度：风向(≤0.5°)、风速(≤0.1m/s)；工作环境：-20℃～50℃。

7、本实用新型采用CR10X数据采集器技术，设置了交流电、太阳能充电电路，增加了232数据串行口与笔记本电脑或PC机直接连接，具有非易失性存储记忆功能，具有较高的精度、灵活性以及长期的稳定性。

8、本实用新型的风速、风向数据采集严格按照气象标准：风速、风向每3秒取一个样本值，作为瞬时风速、风向；以3秒为步长分别计算1分钟、10分钟的滑动平均值。

附图说明