[实用新型]一种测风仪信号转换装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种测风仪信号转换装置。

背景技术

在我国东南沿海、东北山地和西北戈壁等地区，由于风资源相对集中，风电装机容量比重极大。目前，很多风电机组采用的测风仪是机械式风速仪、风向标。然而，由于沿海地区受盐雾影响极其严重，机械式测风仪的轴承及螺栓易受锈蚀；东北地区气候寒冷，测风仪易被冻结而无法正常工作；西北地区风沙较大，沙粒进入可导致测风仪无法自由转动。在这些地区使用机械式测风仪故障率高，严重影响了机组的正常运行，因此，对风电机组机械式测风仪进行改造极具必要性。

随着测试测量技术和信号处理技术的发展，新一代的测风仪正逐渐取代传统的测风设备。在对东北及西北地区的机组进行技术改造时，适宜采用抗霜冻能力突出的Thies第三代超声波测风仪，在对沿海地区的机组进行技术改造时，通常采用抗锈蚀能力突出的型号为4.3519.00.761的机械式风速仪和型号为4.3129.60.761的机械式风向仪。

但是，由于一些被改造机组的主控系统接收的风速信号为0-155Hz的脉冲信号、风向信号为二进制格雷码信号，而上述几种型号的风速风向仪输出信号均为0-10V的电压，Thies测风仪的输出信号与被改造机组差别也很大，因此，迫切需要风速风向信号的转换装置来实现与这些风电机组主控系统的兼容。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种安装方便、性能可靠、使用便捷的测风仪信号转换装置，可将测风仪的输出信号转换为与风电机组主控系统兼容的频率信号或格雷码信号。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种测风仪信号转换装置，包括供电模块、风速信号转换模块和/或风向信号转换模块，其中：供电模块，用于对所述风速信号转换模块和/或风向信号转换模块供电；风速信号转换模块，主要包括将风速信号转换为频率信号的电压/频率转换器；风向信号转换模块，主要包括根据风向信号所处的区间段在对应的输出端输出高电平的电压比较电路，以及将电压比较电路的输出信号转换为二进制格雷码信号的编码电路。

进一步地，所述供电模块还设有过压保护元件。

所述供电模块采用24V单电源，经电源转换模块TEN3-2423和三端稳压集成电路L7805AB-V分别转换成±15V和+5V电压。

所述电压/频率转换器采用LM331。

所述电压/频率转换器的输出信号经光电耦合器隔离后送入风电机组的主控系统。

所述光电耦合器采用4N33。

所述电压比较电路采用四组并联的双LM239设计，分别在风向信号为0-2.5V、2.5-5V、5-7.5V、7.5-10V时输出高电平。

所述编码电路采用4/2编码器。

所述编码电路的输出信号经光耦隔离电路送入风电机组的主控系统。

所述装置外壳安装有35mm标准导轨。

由于采用上述技术方案，本实用新型至少具有以下优点：

（1）本实用新型将模拟量输出的风速输出值转变成脉冲信号，将模拟量输出的风向输出值转变成二位式格雷码信号输出，实现了测风仪的输出信号与风电机组主控系统兼容。

（2）本实用新型采用35mm标准导轨安装，24V单电源供电，产品尺寸为110mm×90mm×35mm（长×高×宽），结构紧凑，安装方便。

（3）本实用新型供电模块采用了过压保护和隔离式设计，防止因电压过高对模块的影响；输出采用光耦隔离，防止前端信号对主控系统的干扰；元器件采用数量较少，降低了模块的故障率，使用性能可靠。

（4）本实用新型在对使用格雷码式风向标和脉冲式风速仪的风电机组进行技术改造时，可直接通过该装置对信号进行转换，无需设置任何参数，使用便捷。

附图说明

上述仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

图1是本实用新型的测风仪信号转换装置的供电模块电路示意图。

图2是本实用新型的测风仪信号转换装置的风速信号转换模块电路示意图。

图3是本实用新型的测风仪信号转换装置的电压比较电路示意图。

图4是本实用新型的测风仪信号转换装置的4/2编码电路示意图。

图5A-E是对本实用新型的测风仪信号转换装置进行不同风速信号仿真测试结果示意图。

图6是对本实用新型的测风仪信号转换装置进行不同风速信号仿真测试电压-频率线性关系图。

图7A-D是对本实用新型的测风仪信号转换装置进行不同风向信号仿真测试结果示意图。

具体实施方式