專利名稱：一種全方向風(fēng)速傳感器敏感頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本裝置可廣泛應(yīng)用于測量自然界的風(fēng)速與風(fēng)向。
背景技術(shù)：
目前，測量風(fēng)速風(fēng)向的橫風(fēng)傳感器敏感頭有兩種，一種為葉輪式一種為熱絲式，葉輪式傳感器存在轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大，對使用環(huán)境敏感等缺點(diǎn)；熱絲式傳感器由于采用在陶瓷基片上濺射白金電阻，自發(fā)熱的方式，由于結(jié)構(gòu)及工藝的限制，容易造成鍍膜與陶瓷載體剝離， 從而影響測量精度、環(huán)境適應(yīng)性較差；同時(shí)以上兩種傳感器皆為橫風(fēng)傳感器，不能測量全風(fēng)向風(fēng)速。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決測量全風(fēng)向風(fēng)速，同時(shí)提高傳感器的環(huán)境耐受性以及使用壽命等問題。本發(fā)明提供的一種全風(fēng)向風(fēng)速傳感器敏感頭，其改進(jìn)之處在于包括敏感頭殼體、 發(fā)熱元件支撐、發(fā)熱元件、導(dǎo)熱體、溫度傳感器、底座和電纜；所述發(fā)熱元件支撐和發(fā)熱元件位于敏感頭殼體內(nèi)，發(fā)熱元件位于發(fā)熱元件支撐上；所述溫度傳感器位于導(dǎo)熱體上，敏感頭殼體上設(shè)有開槽，在開槽內(nèi)敏感頭殼體端面上設(shè)置安裝槽，導(dǎo)熱體位于安裝槽內(nèi)；所述敏感頭殼體安裝在底座上，敏感頭殼體軸向和底座的底部開有電纜安裝孔。本發(fā)明提供的第一優(yōu)選的全風(fēng)向風(fēng)速傳感器敏感頭，所述開槽位于敏感頭殼體平行軸向0°、90°、270°和360°位置。本發(fā)明提供的第二優(yōu)選的全風(fēng)向風(fēng)速傳感器敏感頭，所述導(dǎo)熱體長邊端面中心設(shè)置安裝凸榫，外端面弧度與敏感頭一致。本發(fā)明提供的第三優(yōu)選的全風(fēng)向風(fēng)速傳感器敏感頭，所述發(fā)熱元件支撐為 鈴型，位于敏感頭殼體內(nèi)軸向方向。本發(fā)明提供的第四優(yōu)選的全風(fēng)向風(fēng)速傳感器敏感頭，敏感頭殼體上斷面開有圓形凹槽。本發(fā)明提供的第五優(yōu)選的全風(fēng)向風(fēng)速傳感器敏感頭，所述敏感頭殼體和底座均采用非金屬材料；所述發(fā)熱元件支撐采用耐高溫材料；所述導(dǎo)熱體為金屬材料。本發(fā)明提供的第六優(yōu)選的全風(fēng)向風(fēng)速風(fēng)向傳感器敏感頭，所述溫度傳感器與導(dǎo)熱
體--對應(yīng)。本發(fā)明提供的第七優(yōu)選的全風(fēng)向風(fēng)速傳感器敏感頭，所述非金屬材料為塑料、石墨、陶瓷、合成橡膠、合成纖維；所述耐高溫材料為陶瓷；所述金屬材料為鋁或銅。本發(fā)明提供的第八優(yōu)選的全風(fēng)向風(fēng)速傳感器敏感頭，所述發(fā)熱元件為發(fā)熱絲或薄膜電阻。敏感頭殼體敏感頭殼體為非金屬材料，熱的不良導(dǎo)體，底座為電纜的安裝提供支撐，同時(shí)具有保溫的作用。發(fā)熱元件支撐發(fā)熱元件支撐采用 鈴型設(shè)計(jì)，其兩端為圓柱形，
3可以很好的固定發(fā)熱元件，為發(fā)熱元件提供有力支撐。發(fā)熱元件發(fā)熱元件為功率熱敏電阻，提供傳感器正常工作所需的熱量，同時(shí)自身對溫度敏感，控制電路通過檢測發(fā)熱元件電阻的變化控制敏感頭內(nèi)的溫度保持恒定。導(dǎo)熱體導(dǎo)熱體為金屬材料，熱的良導(dǎo)體，實(shí)現(xiàn)將敏感頭內(nèi)的熱量向外傳導(dǎo)，同時(shí)提供傳感器的安裝位置；溫度傳感器安裝在導(dǎo)熱體上，將導(dǎo)熱體的溫度變化轉(zhuǎn)換為電信號；底座非金屬材料，熱的不良導(dǎo)體，與敏感頭殼體共同構(gòu)成敏感頭的支撐結(jié)構(gòu)，同時(shí)具有保溫作用；電纜提供電源、控制及信號輸出。通過外置發(fā)熱元件對導(dǎo)熱體進(jìn)行加熱，在導(dǎo)熱體上安裝溫度傳感器，空氣流動(dòng)帶走導(dǎo)熱體的熱量，導(dǎo)致導(dǎo)熱體溫度發(fā)生變化，通過傳感器讀取導(dǎo)熱體溫度的變化。該傳感器采用內(nèi)加熱的方式，在空心密閉的圓柱體內(nèi)設(shè)置發(fā)熱元件，并控制空心密閉的圓柱體內(nèi)的溫度恒定。在空心圓柱體0° 90° 270° 360°位置布置溫度傳感器，當(dāng)外界空氣流動(dòng)時(shí)帶走溫度傳感器的熱量，從而讀出傳感器的數(shù)值。非金屬材料不限于塑料、石墨、陶瓷、合成橡膠、合成纖維；耐高溫材料不限于陶瓷；金屬材料不限于鋁或銅。工作原理該傳感器采用內(nèi)加熱的方式，在空心密閉的圓柱體內(nèi)設(shè)置發(fā)熱元件，發(fā)熱體為溫度敏感元件，通過測量發(fā)熱體的電阻控制通過發(fā)熱體的有效電流，從而使發(fā)熱體的溫度恒定；在空心圓柱體0° 90° 270° 360°位置布置導(dǎo)熱體，導(dǎo)熱體上設(shè)置溫度傳感器，當(dāng)外界空氣流動(dòng)時(shí)帶走導(dǎo)熱體的熱量導(dǎo)致溫度變化，由于不同風(fēng)向、風(fēng)速帶走的熱量不同，通過溫度傳感器讀出導(dǎo)熱體的溫度數(shù)值，通過查表法對應(yīng)風(fēng)速值。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的一種全風(fēng)向風(fēng)速傳感器敏感頭具有以下優(yōu)點(diǎn)1)溫度傳感器及導(dǎo)熱體位置0°、90°、270°和360°角度的設(shè)計(jì)，使得該裝置可以接受不同方向的風(fēng)吹過來，從而使溫度傳感器可以迅速地感知溫度，進(jìn)而對全風(fēng)向的風(fēng)速、風(fēng)向進(jìn)行測量；2)整個(gè)裝置無轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，對沙塵、鹽霧、沖擊、震動(dòng)等適應(yīng)性強(qiáng)；3)結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，不需要保護(hù)柵、網(wǎng)，對風(fēng)速、風(fēng)向的擾動(dòng)?。?)外加熱方式，有效避熱絲式傳感器鍍膜剝離的問題，工藝難度低，使用壽命長；5)整個(gè)體積小，安裝、保養(yǎng)方便；6)該傳感器可廣泛應(yīng)用于坦克、自行火炮、艦船、氣象，實(shí)現(xiàn)彈道修正或風(fēng)向風(fēng)速測量，具有很好的環(huán)境適應(yīng)性及較長的使用壽命，必將產(chǎn)生良好的社會、經(jīng)濟(jì)效益。


圖1 本發(fā)明提供的一種全風(fēng)向風(fēng)速傳感器敏感頭的外觀圖；圖2 本發(fā)明提供的一種全風(fēng)向風(fēng)速傳感器敏感頭的剖面A-A圖；圖中1、敏感頭殼體；2、發(fā)熱元件支撐；3、發(fā)熱元件；4、導(dǎo)熱體；5、溫度傳感器； 6、底座；7、電纜。
具體實(shí)施例方式以下通過附圖及具體實(shí)施例對本發(fā)明提供的一種全風(fēng)向風(fēng)速傳感器敏感頭做進(jìn)一步更詳細(xì)的說明。
實(shí)施例1本實(shí)施例的全風(fēng)向風(fēng)速傳感器敏感頭，如圖1-2所示，包括敏感頭殼體1、發(fā)熱元件支撐2、發(fā)熱元件3、導(dǎo)熱體4、溫度傳感器5、底座6和電纜7 ；發(fā)熱元件支撐2和發(fā)熱元件3位于敏感頭殼體1內(nèi)，發(fā)熱元件3位于發(fā)熱元件支撐2上；溫度傳感器5位于導(dǎo)熱體4 上，敏感頭殼體1上設(shè)有開槽，在開槽內(nèi)敏感頭殼體1端面上設(shè)置安裝槽，導(dǎo)熱體4位于安裝槽內(nèi)；敏感頭殼體1安裝在底座6上，敏感頭殼體1軸向和底座6的底部開有電纜7安裝孔。開槽位于敏感頭殼體1平行軸向0°位置；另外，發(fā)熱元件3采用發(fā)熱絲。導(dǎo)熱體4長邊端面中心設(shè)置安裝凸榫，外端面弧度與敏感頭一致。發(fā)熱元件支撐2 為 鈴型，位于敏感頭殼體1內(nèi)軸向方向。敏感頭殼體1上斷面開有圓形凹槽。敏感頭殼體1和底座6均采用非金屬材料塑料；發(fā)熱元件支撐2采用耐高溫材料陶瓷；導(dǎo)熱體4為金屬材料銅，另外，溫度傳感器5與導(dǎo)熱體4 一一對應(yīng)。實(shí)施例2本實(shí)施例的全風(fēng)向風(fēng)速傳感器敏感頭，如圖1-3所示，包括敏感頭殼體1、發(fā)熱元件支撐2、發(fā)熱元件3、導(dǎo)熱體4、溫度傳感器5、底座6和電纜7 ；發(fā)熱元件支撐2和發(fā)熱元件3位于敏感頭殼體1內(nèi)，發(fā)熱元件3位于發(fā)熱元件支撐2上；溫度傳感器5位于導(dǎo)熱體4 上，敏感頭殼體1上設(shè)有開槽，在開槽內(nèi)敏感頭殼體1端面上設(shè)置安裝槽，導(dǎo)熱體4位于安裝槽內(nèi)；敏感頭殼體1安裝在底座6上，敏感頭殼體1軸向和底座6的底部開有電纜7安裝孔。開槽位于敏感頭殼體1平行軸向90°位置。導(dǎo)熱體4長邊端面中心設(shè)置安裝凸榫，外端面弧度與敏感頭一致。發(fā)熱元件支撐2為 鈴型，位于敏感頭殼體1內(nèi)軸向方向。敏感頭殼體1上斷面開有圓形凹槽。敏感頭殼體1和底座6均采用非金屬材料塑料；發(fā)熱元件支撐2采用耐高溫材料陶瓷；導(dǎo)熱體4為金屬材料銅，溫度傳感器5與導(dǎo)熱體4 一一對應(yīng)； 另外，發(fā)熱元件3采用薄膜電阻。實(shí)施例3本實(shí)施例的全風(fēng)向風(fēng)速風(fēng)向傳感器敏感頭，如圖1-2所示，包括敏感頭殼體1、發(fā)熱元件支撐2、發(fā)熱元件3、導(dǎo)熱體4、溫度傳感器5、底座6和電纜7 ；發(fā)熱元件支撐2和發(fā)熱元件3位于敏感頭殼體1內(nèi)，發(fā)熱元件3位于發(fā)熱元件支撐2上；溫度傳感器5位于導(dǎo)熱體4上，敏感頭殼體1上設(shè)有開槽，在開槽內(nèi)敏感頭殼體1端面上設(shè)置安裝槽，導(dǎo)熱體4位于安裝槽內(nèi)；敏感頭殼體1安裝在底座6上，敏感頭殼體1軸向和底座6的底部開有電纜7 安裝孔。開槽位于敏感頭殼體1平行軸向270°位置。導(dǎo)熱體4長邊端面中心設(shè)置安裝凸榫，外端面弧度與敏感頭一致。發(fā)熱元件支撐2 為 鈴型，位于敏感頭殼體1內(nèi)軸向方向。敏感頭殼體1上斷面開有圓形凹槽。敏感頭殼體1和底座6均采用非金屬材料塑料；發(fā)熱元件支撐2采用耐高溫材料陶瓷；導(dǎo)熱體4為金屬材料銅。溫度傳感器5與導(dǎo)熱體4 一一對應(yīng)；另外，發(fā)熱元件3采用薄膜電阻。實(shí)施例4本實(shí)施例的全風(fēng)向風(fēng)速傳感器敏感頭，如圖1-3所示，包括敏感頭殼體1、發(fā)熱元件支撐2、發(fā)熱元件3、導(dǎo)熱體4、溫度傳感器5、底座6和電纜7 ；發(fā)熱元件支撐2和發(fā)熱元件3位于敏感頭殼體1內(nèi)，發(fā)熱元件3位于發(fā)熱元件支撐2上；溫度傳感器5位于導(dǎo)熱體4 上，溫度傳感器5與導(dǎo)熱體4 一一對應(yīng)，敏感頭殼體1上設(shè)有開槽，在開槽內(nèi)敏感頭殼體1端面上設(shè)置安裝槽，導(dǎo)熱體4位于安裝槽內(nèi)；敏感頭殼體1安裝在底座6上，敏感頭殼體1軸向和底座6的底部開有電纜7安裝孔；開槽位于敏感頭殼體1平行軸向360°位置；另外， 發(fā)熱元件3采用發(fā)熱絲。導(dǎo)熱體4長邊端面中心設(shè)置安裝凸榫，外端面弧度與敏感頭一致。發(fā)熱元件支撐2 為 鈴型，位于敏感頭殼體1內(nèi)軸向方向。敏感頭殼體1上斷面開有圓形凹槽。敏感頭殼體1和底座6均采用非金屬材料陶瓷；發(fā)熱元件支撐2采用耐高溫材料陶瓷；導(dǎo)熱體4為金屬材料鋁。最后應(yīng)當(dāng)說明的是以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制，盡管參照上述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解技術(shù)人員閱讀本申請說明書后依然可以對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行修改或者等同替換，但這些修改或變更均未脫離本發(fā)明申請待批權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種全風(fēng)向風(fēng)速傳感器敏感頭，其特征在于包括敏感頭殼體(1)、發(fā)熱元件支撐 (2)、發(fā)熱元件(3)、導(dǎo)熱體(4)、溫度傳感器(5)、底座(6)和電纜(7)；所述發(fā)熱元件支撐 (2)和發(fā)熱元件(3)位于敏感頭殼體(1)內(nèi)，發(fā)熱元件(3)位于發(fā)熱元件支撐(2)上；所述溫度傳感器(5)位于導(dǎo)熱體(4)上，敏感頭殼體(1)上設(shè)有開槽，在開槽內(nèi)敏感頭殼體(1) 端面上設(shè)置安裝槽，導(dǎo)熱體(4)位于安裝槽內(nèi)；所述敏感頭殼體(1)安裝在底座(6)上，敏感頭殼體⑴軸向和底座(6)的底部開有電纜(7)安裝孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所屬的傳感器敏感頭，其特征在于所述開槽位于敏感頭殼體(1)平行軸向0°、90°、270°和360°位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所屬的傳感器敏感頭，其特征在于所述導(dǎo)熱體(4)長邊端面中心設(shè)置安裝凸榫，外端面弧度與敏感頭一致。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所屬的傳感器敏感頭，其特征在于所述發(fā)熱元件支撐(2)為 鈴型， 位于敏感頭殼體(1)內(nèi)軸向方向。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所屬的傳感器敏感頭，其特征在于敏感頭殼體(1)上斷面開有圓形凹槽。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所屬的傳感器敏感頭，其特征在于所述敏感頭殼體(1)和底座(6) 均采用非金屬材料；所述發(fā)熱元件支撐(2)采用耐高溫材料；所述導(dǎo)熱體(4)為金屬材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所屬的傳感器敏感頭，其特征在于所述溫度傳感器(5)與導(dǎo)熱體 (4)——對應(yīng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所屬的傳感器敏感頭，其特征在于所述非金屬材料為塑料、石墨、陶瓷、合成橡膠、合成纖維；所述耐高溫材料為陶瓷；所述金屬材料為鋁或銅。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所屬的傳感器敏感頭，其特征在于所述發(fā)熱元件(3)為發(fā)熱絲或薄膜電阻。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種全風(fēng)向風(fēng)速傳感器敏感頭，其特征在于包括敏感頭殼體(1)、發(fā)熱元件支撐(2)、發(fā)熱元件(3)、導(dǎo)熱體(4)、溫度傳感器(5)、底座(6)和電纜(7)；所述發(fā)熱元件支撐(2)和發(fā)熱元件(3)位于敏感頭殼體(1)內(nèi)，發(fā)熱元件(3)位于發(fā)熱元件支撐(2)上；所述溫度傳感器(5)位于導(dǎo)熱體(4)上，敏感頭殼體(1)上設(shè)有開槽，在開槽內(nèi)敏感頭殼體(1)端面上設(shè)置安裝槽，導(dǎo)熱體(4)位于安裝槽內(nèi)；所述敏感頭殼體(1)安裝在底座(6)上，敏感頭殼體(1)軸向和底座(6)的底部開有電纜(7)安裝孔；該敏感頭可以測量全風(fēng)向風(fēng)速，同時(shí)可以提高傳感器的環(huán)境耐受性以及使用壽命。
文檔編號G01P5/10GK102213726SQ201110047918
公開日2011年10月12日 申請日期2011年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月28日
發(fā)明者黨尋詣, 劉榮昌, 宋克嶺, 曾輝, 李申, 高峰 申請人:中國北方車輛研究所