[实用新型]一种超声波风速仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及风速风向测量领域，具体涉及一种超声波风速风向仪。 

背景技术

目前最常用的风速风向仪主要包括机械式风速仪和传统的超声波风速仪。其中，机械式风速仪主要是通过转动轮来获得风速风向信息，但这种风速仪存在转动部件，其不适用于风沙环境并且老化、结冰现象很难克服，有很大的使用局限性；另一种就是传统的超声波风速风向仪，它的缺点主要是其安装超声波探头的测量臂很容易受到碰撞而产生一定的型变，从而影响测量结果，另一方面，传统超声波风速仪测量出来的是相对风速，不能真实的反映出风能的大小，本实用新型提出了一种适用于风力发电的风速风向仪。 

实用新型内容

鉴于现有技术的以上不足，本实用新型旨在提供一种结构安全可靠适用于风力发电场所使用的风速风向仪。 

本实用新型的目的通过如下手段来实现。 

一种超声波风速仪，主要由顶盖、安装有四个具有发射和接收功能的超声波探头的仪器安装盘、连接在仪器安装盘与安装固定盘间的支撑筒、连接在顶盖与仪器安装盘之间的支撑柱等组成；处理电路板 设置在支撑筒内；安装盘的底部设置有气压传感器；所述四个超声波探头两两相对依次相邻成90度夹角安装在同一水平面上；每一探头与顶盖的垂直距离均相等，且与仪器安装盘成45度夹角；处理电路板设置在支撑筒内部。 

本实用新型通过测量四个(两对)超声波发射/接收探头沿空气中正反两个方向传播所需要的时间差，先计算出相对风速，再通过对环境气压的测量从而得到绝对风速。本实用新型解决了机械式风速风向仪存在转动部件的缺点，同时也解决了传统超声波风速风向仪的测量臂容易受到机械损坏的缺点，并且也解决了传统风速风向仪不能测量绝对风速的局限性。 

附图说明如下： 

图1为本实用新型风速风向仪总体结构示意图。 

图2为从仪器安装盘顶部俯视看到的四个超声波探头两两相对布置图。 

图3为本实用新型风速风向仪系统原理图。 

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施作进一步的描述。但是应该强调的是，下面的实施方式只是示例性的，而不是为了限制本实用新型的范围及应用。 

由图1可看出，本实用新型主要由顶盖1、安装有四个具有发射和接收功能的超声波探头201、202、203及204的仪器安装盘3、连接在仪器安装盘与安装固定盘4间的支撑筒5、连接在顶盖与仪器安 装盘之间的支撑柱6等组成；处理电路板设置在支撑筒5内；仪器安装盘的底部设置有气压传感器8。结合图2可看到四个超声波探头两两相对(如图中201和202两个超声波探头构成一两两相对，另外两个探头203和204构成一两两相对)依次相邻成90度夹角安装在同一水平面上；每一探头与顶盖的垂直距离均相等，且与仪器安装盘成45度夹角；处理电路板设置在支撑筒5内部，10为RS485总线接口。为避免风雪遮挡影响测量的准确性，顶盖的下部和超声波探头下部分别设置有加热片11和12。 

图3为本实用新型风速风向仪系统原理图，所述风速风向传感器系统包括：超声波驱动电路、计时单元(共四个)、电源单元、数据采集处理单元、数据接口单元，所述的风速风向仪在工作过程中四个超声波探头会接收到来自对面的探头的超声波信号，通过对超声波传播时间的测量，从而计算出风速和风向信息。 

为了得到更好的机械强度和抗干扰能力，在机械设计方面采用的是镁铝合金，它具有强度高，抗电磁干扰能力强，导热性好。在实际的制造过程中，要确保每个探头与仪器安装盘的夹角均为45度，并且要严格计算顶盖到探头的距离，以确保相对的两个探头能够充分的接收到对方发出的超声波信号。 

本实施例中所采用的四个超声波发射/接收探头的频率是200KHz的超声波传感器，该超声波传感器是收发一体的，这样即节约了成本又减小了设计和制造的复杂度。