[发明专利]一种超宽量程风速仪及制造方法

说明书

本发明涉及一种超宽量程风速仪，包括底座（1）、感风平台（2）、弹性支撑柱（3）、隔热板（4）、加热元件（5）、四个测温元件（61）、四根刚性支撑柱（71）、四块矩形平面下电极（81）和四个电极组，基于上述硬件进行组合，构建超宽量程风速仪，并与之相应提出针对所设计超宽量程风速仪的制造方法，具有如下优点：1）在低风速下具有极高的精度；2）可在高风速下精确测量风速风向数据；3）在中等风速下，两组测量原理获得风速可进行相互验证和校准，进一步提高传感器的精度；4）两组原理所获测风数据可以用于传感器的自检，实现传感器好坏的自动判断；5）感风平台（2）的倒扣杯形设计可以有效阻挡灰尘和雨水等影响电容敏感元件。

技术领域

本发明涉及一种超宽量程风速仪及制造方法，属于风速测量技术领域。

背景技术

风速风向是反映气象形势非常重要的参数，风速和风向的检测在环境检测、空气调节和工农业的生产中有着重要影响，因此快速精确测量出风速和风向具有重要的实际意义。传统的风速传感器多种多样，也能实现不同风速的精确测量，但是存在致命的缺陷，即只能高精度的测量低风速或高风速。对热式风速传感器来说，传统温度传感器在低风速影响下，温度场不易受影响，温度差明显，能够精确测得风速风向，但是高风速下，温度差非常小，无法精确测量风速。而传统应力传感器在高风速下，受应力影响较大，能够精确测量高风速，但是在低风速下，应力差较小，不易精确测量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种将热膜原理和电容敏感原理结合，具有高精度测量的超宽量程风速仪。

本发明为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本发明设计了一种超宽量程风速仪，包括底座、感风平台、弹性支撑柱、隔热板、加热元件、四个测温元件、四根刚性支撑柱、四块矩形平面下电极和四个电极组；

其中，底座的上、下表面彼此平行，弹性支撑柱的其中一端与底座上表面的中心位置相固定连接，且弹性支撑柱所在直线与底座上表面相垂直；感风平台的上、下表面彼此平行，感风平台上表面中心位置与下表面中心位置、在垂直于感风平台上表面方向上的投影彼此相重合；弹性支撑柱的另一端与感风平台下表面的中心位置相固定连接，且弹性支撑柱所在直线与感风平台下表面相垂直；

隔热板内嵌设置于感风平台的上表面，且隔热板的上表面与感风平台的上表面相平齐，以及隔热板表面中心位置与感风平台上表面中心位置彼此相重合；感风平台上表面、位于隔热板正下方的位置设置凹陷区，且感风平台上表面的中心位置位于凹陷区内；加热元件固定设置于隔热板下表面的中心位置；四个测温元件均位于凹陷区内，四个测温元件围绕加热元件、分别设置于隔热板的下表面，且四个测温元件围绕加热元件呈正交对称分布；

感风平台下表面、围绕感风平台下表面中心位置设置四个矩形凹槽，各矩形凹槽内底面所在平面均与感风平台下表面所在平面相平行，矩形凹槽的内部结构为长方体，四个矩形凹槽敞开口中心位置围绕感风平台下表面中心位置呈正交对称分布，隔热板下表面中心位置到各矩形凹槽长边的距离所在直线、与隔热板下表面中心位置到该矩形凹槽长边中点位置连线所在直线相重合；

四个矩形凹槽与四个测温元件彼此一一对应，以俯视感风平台上表面方向的投影，感风平台上表面中心位置分别到各测温元件的中心位置连线所在直线、分别与感风平台上表面中心位置到对应矩形凹槽中心位置连线所在直线相重合；