[发明专利]风向风速仪

说明书

技术领域

本发明涉及风力检测装置领域，尤其涉及一种风向风速仪。

背景技术

在风力发电系统中，风速、风向的测量精度直接影响着风力发电机组的发电效率。目前，风力发电机组多采用风向标测量风向，采用风速仪来测量风速，其中，常见的风速仪为风杯式风速仪。

在使用上述风向标、风速仪的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

风杯式风速仪测量风速值存在较大的误差，多个风杯在转动时受到的不同方向的作用力使转动轴的实际转速偏小，并且转动轴为机械旋转结构，会产生摩擦力，降低转动轴的转速，这都会降低风速测量的准确性。

此外，多数风速仪和风向标都是仅具有单一测量功能的测量设备，为了更准确地检测风速值和风向值，每台风力发电机组需要配备两个风速仪及两个风向标，导致成本增加，由于风向值和风速值由不同的设备测量得到，测量得到的风速值和风向值在位置上容易存在偏差，影响风能状况分析统计工作的准确度。

发明内容

本发明提供一种风向风速仪，以解决现有技术中风向和风速测量设备成本较高，风能状况分析统计工作准确度较低的问题。

为了达到上述目的，本发明提供一种风向风速仪，包括风向测量装置和风速测量装置；其中，风向测量装置包括转动组件以及固定部，转动组件用于在风力作用下相对固定部转动；风向测量装置根据转动组件相对固定部的转动角度测量风向；风速测量装置设置在转动组件上并随转动组件转动。

进一步地，转动组件包括彼此连接的迎风部和尾翼部；转动组件在风力作用下相对固定部转动时，尾翼部的受风面积大于迎风部的受风面 积；转动组件停止转动时，迎风部位于上风向，尾翼部位于下风向；风速测量装置设置在迎风部上。

进一步地，还包括滑环和风速计算部；滑环设置在转动组件和固定部之间；风速计算部设置在固定部上；风速测量装置通过滑环与风速计算部相连接；风速计算部用于根据风速测量装置的输出信息计算风速值。

进一步地，风速测量装置为旋转式风速测量装置、压力式风速测量装置、热力式风速测量装置或超声风速测量装置。

进一步地，压力式风速测量装置包括压力传感器，压力传感器设置在迎风部的远离尾翼部的端部，并通过滑环与风速计算部相连接。

进一步地，压力传感器包括应变片；或者，压力传感器包括弹力膜片和应变片，弹力膜片与应变片贴合，应变片相对于弹力膜片接近或远离尾翼部。

进一步地，迎风部的远离尾翼部的端部设置有开口空腔，弹力膜片固定于开口空腔内或者开口空腔的开口处；或者，迎风部远离尾翼部的端部设置有支架，弹力膜片固定在支架上。

进一步地，转动组件还包括连接在迎风部和尾翼部之间的指向杆；弹力膜片与指向杆的轴线之间的夹角为预定角度；或者/并且，风向风速仪还包括设置在迎风部上并位于弹力膜片周边的加热电阻。

进一步地，风向风速仪还包括控制器和温度传感器，温度传感器与控制器连接，用于检测环境的温度并传送给控制器；控制器与加热电阻连接，用于根据温度传感器感测的温度数据控制加热电阻的加热动作；或者/并且，风向风速仪还包括气压测量装置，用于检测风向风速仪所在位置的大气压并将气压值传送给上位机。

进一步地，风向风速仪还包括输出电路，输出电路与气压测量装置以及风速计算部连接，并通过有线或无线方式向上位机发送数据。

本发明提供的风向风速仪将风向测量和风速测量功能集成在一个设备上，采用设置在转动组件上并随转动组件转动的风速测量装置测量风速，使得风速测量装置能够根据风向调节位置，获得更准确的风速检测结果，并使风向测量工作和风速测量工作的测量位置相同，相比较现有技术，可以降低成本，并提高风能状况统计分析工作的准确度。

进一步地，本发明实施例的风向风速仪采用了压力传感器测量风施加在压力传感器上的压力值，并通过压力值计算得到风速值的方式测量风速，压力传感器具有体积小巧、重量轻、结构简单、成本低、测量结果准确的优点。

进一步地，本发明实施例的风向风速仪中的压力传感器包括弹力膜片和应变片，弹力膜片在风力的作用下发生弹性变形，应变片根据弹力膜片的弹性变形程度测量压力值。

进一步地，本发明实施例的风向风速仪的弹力膜片与指向杆的轴线之间的夹角为预定角度，保证了在风向变换时弹力膜片与风向之间的夹角为固定值，可据此获得更准确的风速检测结果。

进一步地，本发明实施例的风向风速仪还包括加热电阻，可以在积雪结冰的情况下通电为压力传感器加热，以去除冰雪，获得更准确的风速检测结果。