專利名稱：超聲波風(fēng)速風(fēng)向測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種風(fēng)速風(fēng)向測量技術(shù)領(lǐng)域的裝置，尤其涉及的是一種超聲波風(fēng) 速風(fēng)向測量裝置。
背景技術(shù)：
風(fēng)速以及風(fēng)向的測量在眾多的領(lǐng)域都有著重要的意義，如環(huán)境監(jiān)測、空氣調(diào)節(jié)系 統(tǒng)和工農(nóng)業(yè)應(yīng)用。在風(fēng)速測量中用到的風(fēng)速傳感器主要有機(jī)械式、熱式和非熱式等。但這些風(fēng)速傳感器都各有缺點(diǎn)機(jī)械風(fēng)杯風(fēng)向標(biāo)的結(jié)構(gòu)大且容易損壞；熱式風(fēng)速 傳感器受環(huán)境溫度和濕度的影響較大且功耗大；典型超聲風(fēng)速傳感器發(fā)射和探測接收頭位 置固定，因此相對結(jié)構(gòu)較大。近些年來，一些新型的風(fēng)速傳感器已被開發(fā)?；谖C(jī)電(MEMS)技術(shù)的微型流速 傳感器具有體積小，價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)，是最近幾年研究熱點(diǎn)，但MEMS熱式風(fēng)速傳感器具有功 耗大、存在溫漂、靈敏度低等缺點(diǎn)。另外，傳統(tǒng)的超聲波風(fēng)速傳感器測量系統(tǒng)也具有體積大 等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種超聲波風(fēng)速風(fēng)向 測量裝置，將超聲波發(fā)射器固定于風(fēng)敏桿的末端，風(fēng)敏桿在風(fēng)的作用下擺動時(shí)會偏離靜止 時(shí)的位置，從而能夠改變發(fā)射器到三個(gè)接收器的距離，可大大提高靈敏度。技術(shù)方案本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括風(fēng)敏桿、底座、超聲波發(fā) 射器和至少三個(gè)超聲波接收器，其中風(fēng)敏桿是垂直的懸臂結(jié)構(gòu)，超聲波發(fā)射器固定設(shè)于風(fēng) 敏桿的懸空末端，超聲波接收器呈等邊三角形的固定設(shè)于底座上，底座水平設(shè)于風(fēng)敏桿之下， 風(fēng)敏桿的固定端在底座上的投影和三個(gè)超聲波接收器組成的等邊三角形的中心相重疊。所述的底座是圓盤形底座，所述的底座半徑不小于風(fēng)敏桿的半徑。本發(fā)明的工作原理是超聲波發(fā)射器與三個(gè)接收器構(gòu)成了一個(gè)四面體，其中三個(gè) 超聲波接收器呈等邊三角形分布，它們的位置不會變動；超聲波發(fā)射器的位置隨著風(fēng)敏桿 的擺動而變動。這樣，超聲波發(fā)射器到三個(gè)超聲波接收器的距離便會改變，通過測量超聲波 從超聲波發(fā)射器到每個(gè)超聲波接收器的傳播時(shí)間或每個(gè)超聲波接收器的時(shí)間差就可算得 距離，從而得知風(fēng)敏桿傾斜的角度和傾斜的方向，進(jìn)而測得風(fēng)速和風(fēng)向。有益效果本發(fā)明只用一個(gè)超聲波發(fā)射器和三個(gè)接收器就達(dá)到了既能測量風(fēng)速也 能測量風(fēng)向的目的，與現(xiàn)有技術(shù)相比，不僅結(jié)構(gòu)簡單，而且由于采用了風(fēng)敏桿，使超聲波發(fā) 射器到超聲波接收器的距離會在風(fēng)吹動下會發(fā)生，從而可以大大地減小體積并提高測量靈 敏度。


附圖是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面對本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行 實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施 例。如附圖所示，本實(shí)施例包括風(fēng)敏桿1、底座2、超聲波發(fā)射器3和三個(gè)超聲波接收 器，其中風(fēng)敏桿1是垂直的懸臂結(jié)構(gòu)，超聲波發(fā)射器3固定設(shè)于風(fēng)敏桿1的懸空末端，底座 2水平設(shè)于風(fēng)敏桿1之下，第一超聲波接收器4、第二超聲波接收器5和第三超聲波接收器 6分別固定于底座2上，并且三個(gè)超聲波接收器呈等邊三角形形狀，風(fēng)敏桿1的固定端在底 座2上的投影和三個(gè)超聲波接收器組成的等邊三角形的中心相重疊。所述的底座2是圓盤形底座且圓盤的半徑不小于風(fēng)敏桿1的半徑。所述的風(fēng)敏桿1是彈性材料制成的中空結(jié)構(gòu)，中空位置用于放置連接超聲波發(fā)射 器⑶的導(dǎo)線。
權(quán)利要求
一種超聲波風(fēng)速風(fēng)向測量裝置，其特征在于，包括風(fēng)敏桿(1)、底座(2)、超聲波發(fā)射器(3)和至少三個(gè)超聲波接收器，其中風(fēng)敏桿(1)是垂直的懸臂結(jié)構(gòu)，超聲波發(fā)射器(3)固定設(shè)于風(fēng)敏桿(1)的懸空末端，超聲波接收器呈等邊三角形的固定設(shè)于底座(2)上，底座(2)水平設(shè)于風(fēng)敏桿(1)之下，風(fēng)敏桿(1)的固定端在底座(2)上的投影和三個(gè)超聲波接收器組成的等邊三角形的中心相重疊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波風(fēng)速風(fēng)向測量裝置，其特征在于所述的底座(2)是 圓盤形底座。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波風(fēng)速風(fēng)向測量裝置，其特征在于所述的所述的風(fēng)敏 桿(1)是彈性材料制成中空結(jié)構(gòu)，中空位置上設(shè)有用于連接超聲波發(fā)射器(3)的導(dǎo)線。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲波風(fēng)速風(fēng)向測量裝置，其特征在于所述的底座(2)半 徑不小于風(fēng)敏桿(1)的半徑。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種風(fēng)速風(fēng)向測量技術(shù)領(lǐng)域的超聲波風(fēng)速風(fēng)向測量裝置，包括風(fēng)敏桿、底座、超聲波發(fā)射器和至少三個(gè)超聲波接收器，風(fēng)敏桿是垂直的懸臂結(jié)構(gòu)，超聲波發(fā)射器固定設(shè)于風(fēng)敏桿的懸空末端，超聲波接收器呈等邊三角形的固定設(shè)于底座上，底座水平設(shè)于風(fēng)敏桿之下，風(fēng)敏桿的固定端在底座上的投影和三個(gè)超聲波接收器組成的等邊三角形的中心相重疊。本發(fā)明只用一個(gè)超聲波發(fā)射器和三個(gè)接收器就達(dá)到了既能測量風(fēng)速也能測量風(fēng)向的目的，與現(xiàn)有技術(shù)相比，不僅結(jié)構(gòu)簡單，而且由于采用了風(fēng)敏桿，使超聲波發(fā)射器到超聲波接收器的距離會在風(fēng)吹動下會發(fā)生，從而可以大大地減小體積并提高測量靈敏度。
文檔編號G01P5/24GK101893645SQ201010221120
公開日2010年11月24日 申請日期2010年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月7日
發(fā)明者匡蕾, 秦明 申請人:東南大學(xué)