[实用新型]基于多发多收超声波传感器的测风装置

权利要求书

1.一种基于多发多收超声波传感器的测风装置，其特征在于，包括：超声波传感器阵列、主控单元、温湿度补偿单元、报警单元以及显示单元；

所述超声波传感器阵列包括超声波发射器及超声波接收器；超声波发射器用于发射超声波信号以提供后续风速风向测量所需的超声波信号，超声波发射器由超声波驱动电路和两个用于发射超声波信号的超声波发射传感器组成，超声波驱动电路用于驱动两个超声波发射传感器在相等的时间间隔内交替发射同频率的超声波信号；超声波接收器由滤波放大电路和超声波接收传感器组成，超声波接收传感器数量为六个，六个超声波接收传感器用于接收到六路包含风速风向信息的超声波信号，超声波接收传感器与滤波放大电路相连，滤波放大电路用于对超声波接收传感器所接收的超声波信号进行滤波放大处理，并将处理后的超声波信号发送给主控单元；

其中超声波发射传感器和超声波接收传感器均为超声波传感器，八个超声波传感器分布在同一平面内正方形的四个顶点及对角线交点处，且在对角线交点及正方形的两个顶点上各布置一对超声波传感器，且两个顶点与对角线交点共线；

所述主控单元包括主控芯片、复位电路、时钟电路和电源电路，电源电路分别与主控芯片、复位电路及时钟电路相连，复位电路与主控芯片相连，时钟电路与主控芯片相连，主控单元与超声波传感器阵列通信连接，主控单元用于控制超声波信号的发射和接收，同时对接收的阵列数据进行处理；主控单元与温湿度补偿单元通信连接，主控单元用于接收温湿度补偿单元向其发送的温度检测数据及湿度检测数据，并通过温度检测数据及湿度检测数据来校正待测风所处环境中超声波信号的传播速度；主控单元与报警单元相连，若超声波发射器和/或超声波接收器发生故障，则主控单元用于控制报警单元发出第一报警信号，若温度检测模块和/或湿度检测模块发生故障，则主控单元用于控制报警单元发出第二报警信号；主控单元和显示单元相连；

所述温湿度补偿单元用于检测超声波传播介质中的温度和湿度，其由温度检测模块和湿度检测模块组成，温度检测模块内部包括温度传感器，湿度检测模块内部包括湿度传感器；温度检测模块和湿度检测模块将检测的实时温度和湿度送入主控单元，以便主控单元根据温度检测数据及湿度检测数据来校正超声波传播速度；

所述报警单元包括蜂鸣器，报警单元用于在超声波发射器、超声波接收器及温湿度补偿单元发生故障时发出警报提醒；

所述显示单元用于显示所测量的风速风向信息，显示单元包括数码管和控制按键，数码管和控制按键均与主控单元相连。

2.根据权利要求1所述的基于多发多收超声波传感器的测风装置，其特征在于，所述超声波驱动电路包括两个二极管、两个肖特基二极管、一个晶体管、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电容C1、电容C6、电容C7及电感L1，其中，二极管型号为BAV99，肖特基二极管型号为BAT45S，晶体管型号为PMBT3904，电容C1、电容C6和电感L1的一端均连接至12V直流电源上，电容C6的另一端接地，电容C1和电感L1的另一端相连之后分别与电容C7和晶体管的第一引脚相连，晶体管的第二引脚与电阻R1相连，晶体管的第三引脚与电阻R2相连，且电阻R1和电阻R2的另一端接地，主控单元所输入的PWM信号则从电阻R1的非接地端给入，两个二极管正负极顺次相连组成一个环路，两个肖特基二极管正负极顺次相连组成一个环路，电容C7的另一端分别与两个二极管构成的环路的一个引出端、电阻R5的一端相连，电阻R5的另一端接地，两个二极管构成的环路的另一个引出端与超声波发射传感器的一个引脚，以及电阻R3和电阻R4的一端相连，电阻R3和超声波发射传感器的另一端都接地，电阻R4的另一端与两个肖特基二极管所组成环路的一个引出端相连，两个肖特基二极管所组成环路的另一个引出端接地。