[实用新型]风速风向自动采集仪

说明书

本实用新型涉及一种测量空气流场的电子仪器，尤其是一种风速风向自动采集仪。

风速风向的测定对沙漠绿洲防护林效益的研究和铁路、公路工程防沙效益观测有着重要的意义，用它研究风沙地貌的形成，变化以及设置人为防沙措施和防护林建立是必须测量的数据之一，因此该仪器广泛用于风沙地貌学、生态学、气象、农业、林业、铁路、公路、水库工程防沙等方面的研究。

应用三杯(四杯)感风传感器和双叶风向标测风是目前国内外普遍采用的方法。其原理是：当气流施在杯上时，因风杯凸部和凹部所受的压力不同而产生力距差，在力距差的作用下风杯旋转，其速度取决于气流的速度。当气流施在双叶风向标上时，左右风叶受到压力相同的气流，使风向标指向迎风面，风叶保持不变，其风向标变化取决于风速的方向。

从上述原理出发，国内外习用的测量方法是在观测场内垂直或水平设置若干个手持风速表，都是靠人工读数，这不仅使观测人员感到异常紧张劳累，而且还明显地存在以下一些缺点问题：

1．观测人员的现场存在及活动，会严重破坏实验场地下垫面的自然状态各要素场的客观分布规律，使所取得数据资料失去代表性。

2．人工观测读数也有很大的主观性，会造成人为的读数误差，甚至有时会出现错读、错记等现象。

3．人工观测读数速度慢，无法对多路风速风向进行同时采集读数，这就会导致所得的数据资料缺乏同时性和比较性。

4．人工观测所获取的数据资料由人工进行抄录，计算统计，速度慢、效率低，无法得到“实时”处理结果。

随着研究的需要和发展，这种风速表已不能适应观测需要。前些年国内已有研制风速测定仪器，例如：长春气象仪器厂与兰州沙漠所共同研制的联动风速表，用电动方法控制各风速表的动作，使操作人员减少了许多。但是，目前已有的风速表，还是采用人工读数，手工记录，没有风向测量和采样时间可调、数据存贮、打印等功能。体积大、路数少、耗电量大，不能连续采集风速风向数据。显然这种风速表也具有人为的误差，难以达到精确测量的目的。

本实用新型的目的是为了提供一种测量精度高，可同步连续采集显示不同时间隔的风速、风向、测量路数多、体积小、智能化强、快速、方便的风速风向自动采集仪。本实用新型的目的可通过如下措施来实现：

一种风速风向自动采集仪，含有风向标、风速感应杯、霍尔传感器、数据采集电路、LCD显示电路、数据存贮电路、打印机接口电路、键盘电路、时钟电路、磁铁等；在固定架上设有风向标和风速感应杯，在风向标转轴上固联有磁铁，并在风向标转轴的磁铁下套有带霍尔传感器的风向定盘；另在风速感应杯的转轴上套有带磁铁的风速转盘，在风速转盘侧边设有霍尔传感器；霍尔传感器的电信号与风速风向测量控制处理电路相连。

本实用新型的目的还可通过如下措施来实现：

所述的风速风向自动采集仪的风速风向测量控制处理电路是由单片机数据采集电路、LCD显示电路、数据存贮电路、打印机接口电路、键盘、时钟电路组成。

所述的风速风向测量控制处理电路的电源还可采用太阳能电池产生电能由充电电路与蓄电池相联，再由稳压器产生稳压电源。

本实用新型相比现有技术具有如下优点：

1、本实用新型提供的多路防沙风速风向自动采集仪是直读式和数据存贮式的，它通过电路的特殊调试，将风杯和风向标的圈数和方向，用高灵敏霍尔开关电路转换成风速值和风向方位值，克服了已有技术中的手动记录的繁锁手续。

2、本实用新型的防沙性能优良，由于没有了机械阻力和时钟齿轮转动部分，使风杯的机械摩擦力减小，使测量范围扩大，防沙性能也大有提高。

3、本实用新型的智能测风系统是由软件操作程序控制，使用计算机对80C31的软件资源进行开发，将测风程序固化到单片机EPROM存贮器中，增加了仪器的功能，减少了硬件电路，提高了仪器的可靠性。

4、本实用新型提供的多路风速风向自动采集仪其测量范围是0.6～40m/s，风向标0～360。分16个方位，传转距离大于300米。由于采用了Cmos微型单片计算机技术和低功能耗Cmos器件，耗电很小，因此仪器由12v蓄电池供电，由太阳能电池充电，使仪器的体积小、重量轻，便于携带野外使用极为方便。

本实用新型的具体结构由以下附图给出：

图1是本实用新型的结构示意图：

1-风向标       2-风速感应杯    3-固定架       4-霍尔传感器

5-导线         6-太阳能电池    7-充电电路     8-蓄电池