[实用新型]超声波风向风速仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及风向风速监测仪器，具体涉及超声波风向风速仪。

背景技术

风向风速监测仪是用于监测风向风速的专用仪器，可自动记录风速与风向参数，主要应用在工程机械(起重机、履带吊、门吊、塔吊等)、风力发电、光伏发电、太阳能发电、铁路、港口、码头、电厂、索道、环境、温室、园林、养殖等领域，最大测量范围风速0-40m/s，风向0-360度。

风向风速仪的种类较多，最常用的为风杯风速计，它由3个互成120°固定在支架上的抛物锥空杯组成感应部分，空杯的凹面都顺向一个方向。整个感应部分安装在一根垂直旋转轴上，在风力的作用下，风杯绕轴以正比于风速的转速旋转。另一种旋转式风速计为旋桨式风速计，由一个三叶或四叶螺旋桨组成感应部分，将其安装在一个风向标的前端，使它随时对准风的来向，桨叶绕水平轴以正比于风速的转速旋转。

上述结构的风向风速仪，在冬季，风杯或风摆经常由于结冰而卡死不能转动导致而无法测量，另外，在北方经常出现因为沙尘暴及仪器密封问题无法工作。为了解决上述问题，中国发明专利CN101236213A公开了一种超声波风速仪及运用超声波测量风速和风向的方法，在底座上设置四个测量臂和四个超声波发射/接收探头，四个超声波发射/接收探头依次相邻成90度夹角，通过相对的两对超声波发射/接收探头测量沿空气传播的正反两个不同方向发射的超声波到达接收端的时间差，并结合探头之间的距离计算出空气流动速度。虽然该风向风速仪在四个测量臂上设有加热装置，但是，由于该超声波风速仪的底座上没有加热融冰装置，底座上表面容易结冰形成冰罩，导致流经超声波发射/接收的风场发生改变，影响测量的准确性。另外，上述结构的超声波风速仪，四个测量臂只靠底部固定在底座上，在使用中，容易磕碰变形，影响测量的准确性。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是解决提高超声波风速仪的测量的准确性的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是提供一种超声波风向风速仪，包括底座和风力测量装置，所述风力测量装置包括设置在底座内的测量控制系统以及第一、第二两组超声波探头，第一、第二组超声波探头分别包括相对设置的超声波发射探头和超声波接收探头，上述四个超声波探头在同一平面内相互间隔90度布置，所述测量控制系统包括风向风速测量单元、立管加热模块和上、下圆盘加热模块，所述风向风速测量单元根据超声波分别在所述第一、第二两组超声波探头之间的传输时间获得当前的风向和风速数字信号，所述底座的顶面上固定设有固定座，所述固定座包括上、下相对设置的上、下圆盘，四根立管的上、下两端分别与上、下圆盘固定，上述四个超声波探头分别固定在四根立管上，下圆盘固定在底座的顶面上，四根立管和上、下圆盘内分别设有电加热装置，立管加热模块和/或上、下圆盘加热模块输出控制信号启动相应的电加热装置对相应的超声波探头和/或上、下圆盘进行加热。

在上述方案中，所述上、下圆盘的顶面呈上凸的球面状。

在上述方案中，两个相对设置的所述超声波发射和接收探头的间距为100-160mm，且上、下圆盘的顶面中心至底面的高度为8-20mm。

在上述方案中，所述风向风速测量单元包括超声波发射模块、超声波接收模块、中央处理器、数据输出单元和控制面板，所述超声波发射模块产生超声波探头驱动信号并分别通过第一、第二组超声波探头中的超声波发射探头发出；所述超声波接收模块接收相应的所述超声波接收探头收到的超声波信号；所述中央处理器根据超声波信号自超声波发射模块至超声波接收模块的传输时间计算获得当前的风向和风速数字信号；所述数据输出单元将所述当前的风向和风速数字信号以数字信号和模拟信号的形式输出；所述控制面板根据用户的选择控制数据输出单元输出数字信号或模拟信号。

在上述方案中，所述立管和所述上、下圆盘内分别设有温度探头，所述立管加热模块和所述上、下圆盘加热模块分别根据相应的所述温度探头测量得到的当前温度是否低于设定值，决定是否发出启动相应电加热装置的控制信号。