專利名稱：超聲波風(fēng)速風(fēng)向儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種風(fēng)速與風(fēng)向儀，具體涉及一種超聲波風(fēng)速風(fēng)向儀。
背景技術(shù)：
風(fēng)速、風(fēng)向是氣象預(yù)報(bào)中的重要參數(shù)，目前對(duì)于風(fēng)速、風(fēng)向的測(cè)量仍沿用傳統(tǒng)機(jī)械式的風(fēng)杯風(fēng)速儀、風(fēng)向標(biāo)。它不僅僅容易磨損使用壽命短，而且，維護(hù)的成本較高。

實(shí)用新型內(nèi)容為了解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型目的在于提供了一種使用壽命更長(zhǎng)的超聲波風(fēng)速風(fēng)向儀。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種超聲波風(fēng)速風(fēng)向儀，包括垂直交叉設(shè)置于同一水平面上的兩對(duì)超聲波傳感器；在所述超聲波傳感器的信號(hào)輸出端上連接有一模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換電路；在所述超聲波傳感器的控制輸入端連接有一單片機(jī)運(yùn)算控制電路；所述模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換電路將經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換后的超聲波信號(hào)傳送給所述單片機(jī)運(yùn)算控制電路處理。優(yōu)選的，在所述模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換電路與所述超聲波傳感器之間還串聯(lián)有一帶通放大電路。優(yōu)選的，在所述帶通放大電路與所述超聲波傳感器之間還串聯(lián)有一電子模擬開(kāi)關(guān)。優(yōu)選的，所述兩對(duì)超聲波傳感器設(shè)置于同一圓周上。優(yōu)選的，所述四個(gè)超聲波傳感器為發(fā)射頻率200K赫茲的超聲波換能器。優(yōu)選的，所述電子模擬開(kāi)關(guān)為4選1的電子模擬開(kāi)關(guān)。本實(shí)用新型使用時(shí)，同一對(duì)超聲波傳感器之間相互發(fā)送與接收超聲波信號(hào)，模數(shù) (A/D)轉(zhuǎn)換電路將接收到的超聲波模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成單片機(jī)可以識(shí)別的數(shù)字信號(hào)后傳輸給單片機(jī)計(jì)算控制電路，所述單片機(jī)計(jì)算控制電路記錄超聲波從發(fā)送到接收之間的時(shí)間，然后通過(guò)單片機(jī)計(jì)算控制電路計(jì)算出風(fēng)速風(fēng)向數(shù)據(jù)。由上可知，本實(shí)用新型將傳統(tǒng)機(jī)械式的風(fēng)杯風(fēng)速儀、風(fēng)向標(biāo)改為了超聲波測(cè)試電路，避免了風(fēng)杯的長(zhǎng)時(shí)間機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)所帶來(lái)的磨損，從而延長(zhǎng)了使用壽命，當(dāng)然能夠降低維護(hù)成本。

此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分， 并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定，在附圖中圖1為本實(shí)用新型的電路原理結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本實(shí)用新型的超聲波傳感器的位置關(guān)系圖；圖3為本實(shí)用新型的機(jī)械結(jié)構(gòu)示意圖。[0017]圖中1、第一超聲波傳感器3、第三超聲波傳感器5、電子模擬開(kāi)關(guān)7、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路9、底座11、頂蓋
2、第二超聲波傳感器 4、第四超聲波傳感器 6、帶通放大器
8、單片機(jī)運(yùn)算控制電路 10、腔體
12、零位指示標(biāo)
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖以及具體實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型，在此本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例以及說(shuō)明用來(lái)解釋本實(shí)用新型，但并不作為對(duì)本實(shí)用新型的限定。如圖1、圖2所示，本實(shí)用新型公開(kāi)了一種超聲波風(fēng)速風(fēng)向儀，包括設(shè)置于同一水平面的第一超聲波傳感器1、第二超聲波傳感器2、第三超聲波傳感器3、以及第四超聲波傳感器4，第一超聲波傳感器1與第二超聲波傳感器2所在直線和所述第三超聲波傳感器3與第四超聲波傳感器4所在直線相互垂直，以上四個(gè)超聲波傳感器設(shè)置于同一圓周上，它們?yōu)榘l(fā)射頻率200K赫茲的超聲波換能器；在各個(gè)超聲波傳感器的信號(hào)輸出端上串聯(lián)有一模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換電路7 ；在所述超聲波傳感器的控制輸入端連接有一單片機(jī)運(yùn)算控制電路8 ； 所述模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換電路7將經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換后的超聲波信號(hào)傳送給所述單片機(jī)運(yùn)算控制電路8處理；在所述模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換電路7與各個(gè)超聲波傳感器之間還串聯(lián)有一帶通放大電路6 ；在所述帶通放大電路6與各個(gè)超聲波傳感器之間還串聯(lián)有一電子模擬開(kāi)關(guān)5，電子模擬開(kāi)關(guān)為4選1的電子模擬開(kāi)關(guān)。圖3為本實(shí)用新型的機(jī)械結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，第一超聲波傳感器1、第二超聲波傳感器2、第三超聲波傳感器3、第四超聲波傳感器4安裝在同一平板上，在所述平板上方設(shè)置有一頂蓋11，在頂蓋11上設(shè)有零位指示標(biāo)12 ；在腔體10內(nèi)安裝本發(fā)明的電路板，在最下方有一底座9。本實(shí)用新型采取的是超聲波時(shí)差法測(cè)量風(fēng)速風(fēng)向原理依據(jù)超聲波在空氣中傳遞是時(shí)間變化量來(lái)計(jì)算出風(fēng)的速度和方向。假設(shè)風(fēng)從A點(diǎn)吹到B點(diǎn)，其中風(fēng)速、風(fēng)向測(cè)量原理如下A，B兩點(diǎn)的距離為L(zhǎng)，聲速為C，風(fēng)速為V，通過(guò)測(cè)量超聲波從A點(diǎn)傳送到B點(diǎn)的時(shí)間為tl，可計(jì)算出其速度V = L/tl-C ；由于，聲波在靜止空氣中的傳播速度是溫度跟氣壓之間的函數(shù)，要想精確測(cè)定空氣中聲波的速度是很困難的。因此，再測(cè)得超聲波是從B點(diǎn)傳送到A點(diǎn)的時(shí)間為t2，則V = C-L/t2。最后，將兩次測(cè)量的風(fēng)速相加變換可得V = L/2(l/tl-l/t2)；此時(shí)，風(fēng)速V就只和測(cè)量方向上的傳播時(shí)間tl、t2和傳播距離L有關(guān)，保障了其測(cè)量的準(zhǔn)確性。由于，實(shí)際測(cè)量時(shí)風(fēng)向是不定的，不可能風(fēng)總是從A點(diǎn)吹到B點(diǎn)。為了能夠測(cè)量實(shí)際的風(fēng)速，則可在同一水平面上劃定橫縱軸，分別按照前述方法測(cè)定風(fēng)速在橫軸與縱軸方向上的速度矢量Vl與V2，則實(shí)際的風(fēng)速為[0033]
權(quán)利要求1.一種超聲波風(fēng)速風(fēng)向儀，其特征在于包括垂直交叉設(shè)置于同一水平面上的兩對(duì)超聲波傳感器； 在所述超聲波傳感器的信號(hào)輸出端上連接有一模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換電路； 在所述超聲波傳感器的控制輸入端連接有一單片機(jī)運(yùn)算控制電路； 所述模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換電路將經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換后的超聲波信號(hào)傳送給所述單片機(jī)運(yùn)算控制電路處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波風(fēng)速風(fēng)向儀，其特征在于在所述模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換電路與所述超聲波傳感器之間還串聯(lián)有一帶通放大電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲波風(fēng)速風(fēng)向儀，其特征在于在所述帶通放大電路與所述超聲波傳感器之間還串聯(lián)有一電子模擬開(kāi)關(guān)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的超聲波風(fēng)速風(fēng)向儀，其特征在于 所述兩對(duì)超聲波傳感器設(shè)置于同一圓周上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超聲波風(fēng)速風(fēng)向儀，其特征在于 所述四個(gè)超聲波傳感器為發(fā)射頻率200K赫茲的超聲波換能器。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超聲波風(fēng)速風(fēng)向儀，其特征在于 所述電子模擬開(kāi)關(guān)為4選1的電子模擬開(kāi)關(guān)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種風(fēng)速與風(fēng)向儀，具體涉及一種超聲波風(fēng)速風(fēng)向儀，包括垂直交叉設(shè)置于同一水平面上的兩對(duì)超聲波傳感器；在所述超聲波傳感器的信號(hào)輸出端上連接有一模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換電路；在所述超聲波傳感器的控制輸入端連接有一單片機(jī)運(yùn)算控制電路；所述模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換電路將經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換后的超聲波信號(hào)傳送給所述單片機(jī)運(yùn)算控制電路處理。本實(shí)用新型將傳統(tǒng)機(jī)械式的風(fēng)杯風(fēng)速儀、風(fēng)向標(biāo)改為了超聲波測(cè)試電路，避免了風(fēng)杯的長(zhǎng)時(shí)間機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)所帶來(lái)的磨損，從而延長(zhǎng)了使用壽命，當(dāng)然能夠降低維護(hù)成本。
文檔編號(hào)G01P5/18GK201945603SQ201020628318
公開(kāi)日2011年8月24日 申請(qǐng)日期2010年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月23日
發(fā)明者孫澤翔, 賓榮權(quán) 申請(qǐng)人:深圳市智翔宇儀器設(shè)備有限公司