[其他]体育专用定向风速仪

说明书

本实用新型“体育专用定向风速仪”属于风速测量仪器。常用的气象风向、风速仪主要有带尾翼风标的“旋杯式”和“螺旋桨叶式”两种；其功能在于测定风向和正向风速，而不是专门用来测定某一特定方向的水平风速的。虽然某一特定方向的水平风速X，可由公式：X＝ZCOSα计算（Z为正向风速，α为特定方向与风向之夹角），但使用不很方便。

由于体育运动记录的确认需要有风速记录，而运动场地的方向与风向之间没有确定的关系，所以“体育专用定向风速仪”是必不可少的。日本和美国已有这类产品，它主要由风速传感器、外套筒、信号转换器、信号微型电路和显示器等构成。但是，它们都有某些不足，例如：外套筒太长，不便于携带和使用；仪器标定需要较高的技术和复杂的操作；没有装置水平仪和瞄准器，定向误差大。

本实用新型的目的是克服上述不足，在保证测量要求的前提下，使仪器轻型化、小型化。

本实用新型的特征在于：（一）它的风速传感器是由一组偶数个完全对称的、半径比外套筒的内半径小5～12毫米的、呈一定掠角的螺旋桨叶构成的。（二）与信号转换器的安装位置相对应、在相间的螺旋桨叶的顶端或者在靠近轴心的桨叶支承架上装有传递信号用的小片或者打上通光的孔，小片的材质、大小和形状因传感器的性质和排列而异（如，电磁信号转换器应选用磁性材料的小片）；（三）本新型采用两个以一定间距沿圆弧排列的信号转换器，“风向识别装置”即可由两个转换器感受信号的先、后（桨叶转动的正、逆）判别风向，并由显示器显示，其中一个信号转换器的输出和风速处理电路的输入相接；（四）外套筒是由前、中、后三节可作密合滑动的、可调节总长度的圆筒构成，前、后两节圆筒是完全相同的，其进、出口处的内径比它与中间筒相接处的内径小，其纵截面呈尖劈状，两处的直径差以6～12毫米为最佳，标定仪器的微调可通过调节前、后两圆筒的位置来完成，避免了麻烦的浆叶调整；（五）泡式水准仪固定在中间圆筒的脊部，瞄准器的两个部件（准星和瞄准缺口）分别安装在前、后两圆筒的端部。

图1    是本“体育专用定向风速仪”的原理图

图2    是传递信号的小片或通光孔眼的几种形式：

（A）适用于光电信号转换器的小片

（B）适用于光电信号转换器的小孔

（C）适用于电磁信号转换器的小片

图3    是传感器外套筒的示意图，其中：

1、是外套筒前节；

2、是外套筒中节；        14、水准器

3、是外套筒后节；        15、瞄准器凹口

4、是调节紧固螺丝。        16、瞄准器准星

图4    为风速仪传感器的整体结构示意图，其中：

1、是外套筒前节；

2、是外套筒中节；

3、是外套筒后节；

4、是调节紧固螺丝；

5、是风速传感器；

6、是风速传感器的螺旋桨叶；

7、是传递信号的小片或小孔；

8、是信号转换装置；（由9、10、11、12构成的总体）

9、10是信号转换装置的信号发射器；

11、12是信号转换装置的信号接受器；

13、是比较和计数电路。

实施例：

本仪器研制小组曾按说明书所述设计方案试制了几台体育专用定向风速仪，分别对外套筒的最小总长度、两端圆筒内径与中节圆筒内径的合理差值、信号转换器类型的选择和其装配位置等作过多次检测和比较，最后认定：如同说明书所述的设计方案是可行的，按此制出的产品的技术性能完全符合体育运动会对风速测定的要求。

试制的风速仪具有如下的技术参数：

1、测量时间：5秒、7秒、10秒、13秒

2、测量范围：0.5～9米／秒

3、起动风速：不大于0.4米／秒

4、测量精度：不大于±（0.4＋0.02×风速）

5、风速显示：二位数字（小数点后一位）

6、分辨率：0.1米／秒

7、风    向：发光管指示

8、电    源：电池供电（可连续工作八小时）

风洞检测证明：用本方案制出的体育专用定向风速仪，可以在与风向呈不同夹角的方向上测出风速，其测量误差均在允许的范围内；用调节外套圆筒的总长度标定仪器的微调是方便有效的。在实际使用时，本风速仪确实具有方便、正确、性能稳定的优点。