[实用新型]风向测量装置及系统

说明书

公开了一种风向测量装置及系统，风向测量装置包括：风向标；风向测量模块，固定在风向标上；其中，风向测量模块包括：第一传感器，用于获取第一风向信息；第二传感器，用于获取风向测量装置相对于参考平面的倾角；第一处理器，分别与第一传感器和第二传感器电连接，用于去除第一风向信息中的干扰信号，得到第二风向信息，以及根据倾角对第二风向信息进行补偿，得到第三风向信息；其中，第一风向信息、第二风向信息以及第三风向信息均包括风向角度。本实用新型采用三轴地磁传感器获取风向信息，以及采用三轴加速度传感器获取倾角，根据倾角对所述风向信息进行补偿，以提高风向量化精度。

技术领域

本实用新型涉及传感器应用和气象测量技术领域，特别涉及风向测量装置及系统。

背景技术

风向标是一种应用最广泛的风向测量装置，分单翼型、双翼型和流线型等。风向标一般是由尾翼、指向杆、平衡器、旋转主轴和风向角度指示等五部分组成的首尾不对称的平衡装置。其重心在支撑轴的轴心上，整个风向标可以绕垂直轴随外力自由摆动。风向标和气流方向有一定的夹角时，气流对风向标尾翼产生压力F。其压力大小正比于风标几何形状在气流方向垂直面上的投影，风标头部迎风面积小，尾翼迎风面积大，由此压力差在垂直风标方向上的分力f产生风压力矩使风标绕垂直轴旋转，直到风标与气流平行。风向标广泛应用于气象、化工、矿区、农业、油田勘探等行业。

目前生产的风向标的风向指示部分通过电触点盘、环形电位器、自整角机或者光电码盘等输出量化的风向值，其中最常用的是光电码盘。长期使用中电触点盘和环形电位器因为磨损接触不良，造成风向测量错误或者完全失效。自整角机和光电码盘因为结构精密，长期使用更不可靠性。以上几种进行风向指示的器件都需要在安装时进行方向标定，确保初始安装方向正确，或者初始安装方向角度标定正确，最终风向输出需要与标定值做偏移校准。另外，以上几种进行风向指示的器件都需要风向标安装确保垂直，以免减少角度读出结构的磨损。

实用新型内容

鉴于上述问题，本实用新型的目的在于提供一种风向测量装置及系统，采用高精度传感器进行测量，提高风向量化精度。

根据本实用新型的一方面，提供一种风向测量装置，包括：

风向标；

风向测量模块，固定在所述风向标上；

其中，所述风向测量模块包括：

第一传感器，用于获取第一风向信息；

第二传感器，用于获取所述风向测量装置相对于参考平面的倾角；

第一处理器，分别与所述第一传感器和第二传感器电连接，用于去除第一风向信息中的干扰信号，得到第二风向信息，以及根据所述倾角对所述第二风向信息进行补偿，得到第三风向信息；

其中，所述第一风向信息、所述第二风向信息以及所述第三风向信息均包括风向角度。

优选地，所述风向测量装置还包括旋转轴，所述风向标与所述旋转轴垂直固定连接。

优选地，所述第一传感器为三轴地磁传感器，所述第二传感器为三轴加速度传感器。

优选地，所述第一传感器的Z轴与所述参考平面形成第一垂直角度；所述第二传感器的Z轴与所述参考平面形成第二垂直角度。

优选地，所述第一垂直角度和第二垂直角度均为85度-95度。

优选地，所述第二传感器还用于获取温度信号。

优选地，所述风向测量模块还包括：电源管理单元，用于为所述风向测量装置中的各个单元供电。

优选地，所述风向测量模块还包括：第一无线接口单元，与所述第一处理器连接，用于以无线传输的方式传输第三风向信息。

优选地，所述第一无线接口单元为WiFi单元或蓝牙单元。