專利名稱：一種風(fēng)速風(fēng)向測試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氣象用風(fēng)速風(fēng)向測量儀器，具體涉及的是一種風(fēng)速風(fēng)向測試裝置。
背景技術(shù)：
風(fēng)速測定常用儀器有杯狀風(fēng)速計(jì)、翼狀風(fēng)速計(jì)、熱球式電風(fēng)速計(jì)和超聲波風(fēng)速風(fēng)向儀等。翼狀和杯狀風(fēng)速計(jì)使用簡便，但其惰性和機(jī)械磨擦阻力較大，只適用于測定較大的風(fēng)速。熱球式電風(fēng)速計(jì)是一種能測低風(fēng)速的儀器，其主要原理是探頭設(shè)定了一個(gè)恒定的溫度，空氣流過探頭后會(huì)帶走熱量，這時(shí)探頭會(huì)被加熱至設(shè)定溫度，此過程中會(huì)有電信號(hào)被儀器收集，并依此換算出風(fēng)速。此方法的優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高，量程較大，適應(yīng)環(huán)境測量，缺點(diǎn)是探頭中用于連接熱球的鉬絲比較脆弱，在使用中若不小心容易造成探頭損壞，無法修復(fù)。超聲波風(fēng)速風(fēng)向儀則是利用發(fā)送聲波脈沖，測量接收端的時(shí)間或頻率(多普勒變換)差別來計(jì)算風(fēng)速和風(fēng)向的測量傳感器或測量儀器，其優(yōu)點(diǎn)是無機(jī)械摩損，缺點(diǎn)是輸出誤差大、技術(shù)復(fù) 雜、價(jià)格昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上問題，本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、成本低且測量準(zhǔn)確的風(fēng)速風(fēng)向測試裝置。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明主要采用以下技術(shù)方案一種風(fēng)速風(fēng)向測試裝置，包括底座，其中還包括一風(fēng)向球，該風(fēng)向球內(nèi)部中空，且所述風(fēng)向球球心處設(shè)置有一貫穿的中心軸線，所述中心軸線上設(shè)置有一風(fēng)速傳感器，該風(fēng)速傳感器通過中心軸線與風(fēng)向球固定連接；一主控板，該主控板上設(shè)置有微處理器，所述微處理器通過信號(hào)連接線與上述風(fēng)速傳感器連接；所述風(fēng)向球隨風(fēng)速變化偏移，帶動(dòng)風(fēng)速傳感器產(chǎn)生位移，微處理器根據(jù)風(fēng)速傳感器的位移量計(jì)算出風(fēng)速和風(fēng)向。其中所述風(fēng)速傳感器為三軸加速度傳感器。其中所述風(fēng)向球是由塑料啤塑或吹塑成型的中空球體。其中所述底座與風(fēng)向球之間通過彈簧連接。其中所述底座上安裝有支架，該支架上設(shè)置有橫梁，風(fēng)向球通過中心軸線與橫梁連接。其中所述主控板上還設(shè)置有風(fēng)速風(fēng)向計(jì)算電路，該風(fēng)速風(fēng)向計(jì)算電與微處理器連接。其中所述主控板固定安裝在底座中。其中所述風(fēng)速傳感器位于風(fēng)向球內(nèi)部的中心軸線上。其中所述風(fēng)速傳感器位于風(fēng)向球的球心處。其中所述風(fēng)速傳感器位于風(fēng)向球外部的中心軸線上。
本發(fā)明通過在貫穿風(fēng)向球球心的中心軸線上固定設(shè)置有一個(gè)三軸加速度傳感器，且使風(fēng)向球與三軸加速度傳感器之間的位置保持恒定，當(dāng)風(fēng)向球發(fā)生偏移時(shí)，三軸加速度傳感器也隨之偏移，相應(yīng)地三軸加速度傳感器對(duì)應(yīng)的位移量反饋給主控板微處理器，微處理器根據(jù)該位移量控制風(fēng)速風(fēng)向計(jì)算電路進(jìn)行計(jì)算，獲得此時(shí)的風(fēng)向風(fēng)速。與現(xiàn)有技術(shù)相t匕，本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、實(shí)現(xiàn)容易，使用方便、成本低且測量準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)。


圖I為本發(fā)明第一實(shí)施例的立體圖。圖2為本發(fā)明第一實(shí)施例的主視圖。圖3為本發(fā)明第二實(shí)施例的側(cè)面示意圖。圖4為本發(fā)明第三實(shí)施例的側(cè)面示意圖。圖5為本發(fā)明第四實(shí)施例的側(cè)面示意圖。圖中標(biāo)識(shí)說明底座101、風(fēng)向球102、風(fēng)速傳感器103、中心軸線104、彈簧105、主控板106、底座201、風(fēng)向球202、風(fēng)速傳感器203、中心軸線204、支架205、橫梁206、風(fēng)向球301、風(fēng)速傳感器302、中心軸線303、風(fēng)向球401、風(fēng)速傳感器402、中心軸線403、重錘404、底座405。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的核心思想是在貫穿風(fēng)向球球心的中心軸線上固定設(shè)置一個(gè)三軸加速度傳感器，并通過信號(hào)連接線將該三軸加速度傳感器與用于計(jì)算風(fēng)速風(fēng)向的微處理器連接，利用風(fēng)向球體積較大，球體與風(fēng)接觸面積大的特點(diǎn)，使三軸加速度傳感器在有風(fēng)時(shí)，能夠產(chǎn)生比較明顯的位移量，而微處理器根據(jù)該位移量對(duì)應(yīng)計(jì)算出此時(shí)的風(fēng)速和風(fēng)向。為闡述本發(fā)明的思想及目的，下面將結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。本發(fā)明第一實(shí)施例，請參見圖I、圖2所示，本發(fā)明提供的是一種風(fēng)速風(fēng)向測試裝置，包括有底座101和風(fēng)向球102，所述底座101中安裝有主控板106，該主控板106上設(shè)置有微處理器和風(fēng)速風(fēng)向計(jì)算電路；風(fēng)向球102為一個(gè)由塑料啤塑或吹塑成型的中空球體，其球體內(nèi)部設(shè)置有貫穿球心的中心軸線104，該中心軸線104上設(shè)置有風(fēng)速傳感器103，本實(shí)施例中風(fēng)速傳感器103位于風(fēng)向球102的球心處。本實(shí)施例中的風(fēng)速傳感器103為三軸加速度傳感器，且該風(fēng)速傳感器103與風(fēng)向球102之間固定連接，二者的位置關(guān)系保持恒定不變，其具體的固定方式為風(fēng)速傳感器103通過中心軸線104固定，且位于風(fēng)向球102的球心處。沿著中心軸線104方向，風(fēng)速傳感器103還通過信號(hào)連接線連接到底座101中的主控板106，而風(fēng)向球102與底座101之間則通過彈簧105連接。信號(hào)連接線穿過上述彈簧105用于連接主控板106和風(fēng)速傳感器103，當(dāng)需要測量風(fēng)向風(fēng)速時(shí)，風(fēng)向球102在風(fēng)的吹動(dòng)下發(fā)生偏移，由于風(fēng)是不平均的，對(duì)應(yīng)的風(fēng)速也是不平均的，而風(fēng)速變化時(shí)，作用在風(fēng)向球102上的作用力也會(huì)隨著變化，此時(shí)風(fēng)向球102的偏移量則會(huì)對(duì)應(yīng)發(fā)生變化，風(fēng)速傳感器103則可以迅速檢測到這種變化，并計(jì)算出變化量。另外，主控板106還與外部的顯示裝置連接，當(dāng)檢測出相應(yīng)的風(fēng)速風(fēng)向以及變化值時(shí)，則對(duì)應(yīng)在顯示裝置上進(jìn)行顯示。在無風(fēng)的情況下，風(fēng)向球102在彈簧105作用下復(fù)位，不會(huì)出現(xiàn)風(fēng)向誤報(bào)的情況。本發(fā)明第二實(shí)施例，如圖3所示，本發(fā)明所述的一種風(fēng)速風(fēng)向測試裝置，包括有底座201、風(fēng)向球202和主控板，所述底座201上設(shè)置有支架205，支架205上固定有橫梁206，所述的橫梁206通過中心軸線204與風(fēng)向球202連接。風(fēng)向球202是一個(gè)由塑料啤塑或吹塑成型的中空球體，其球體內(nèi)部設(shè)置有貫穿球心的中心軸線204，該中心軸線204上設(shè)置有風(fēng)速傳感器203，本實(shí)施例中風(fēng)速傳感器203位于風(fēng)向球202的球心處。本實(shí)施例中的風(fēng)速傳感器203為三軸加速度傳感器，且該風(fēng)速傳感器203與風(fēng)向球202之間通過中心軸線204固定連接，二者的位置關(guān)系保持恒定不變，其具體的固定方式為風(fēng)速傳感器203通過中心軸線204固定在風(fēng)向球202的球心。 中心軸線204方向還設(shè)置有信號(hào)連接線，該信號(hào)連接線用于連接風(fēng)速傳感器203和主控板，其中本發(fā)明中主控板的安裝位置可以在底座201中、可以在支架205或橫梁206中，也可以直接連接到外部。當(dāng)需要通過本裝置測量風(fēng)向風(fēng)速時(shí)，風(fēng)向球202在風(fēng)的吹動(dòng)下發(fā)生偏移，由于風(fēng)是不平均的，對(duì)應(yīng)的風(fēng)速也是不平均的，而風(fēng)速變化時(shí)，作用在風(fēng)向球202上的作用力也會(huì)隨著變化，此時(shí)風(fēng)向球202的偏移量則會(huì)對(duì)應(yīng)發(fā)生變化，風(fēng)速傳感器203則可以迅速檢測到這種變化，并計(jì)算出變化量。這種變化量通過風(fēng)速傳感器203被輸送到主控板的微處理器，由微處理器對(duì)其進(jìn)行分析并經(jīng)過風(fēng)速風(fēng)向計(jì)算電路進(jìn)行計(jì)算，獲得當(dāng)前的風(fēng)向及風(fēng)速，然后通過與主控板連接的顯示裝置顯示出來。本發(fā)明第三實(shí)施例，如圖4所示，本發(fā)明所述的一種風(fēng)速風(fēng)向測試裝置，包括有風(fēng)向球301、風(fēng)速傳感器302和貫穿風(fēng)向球301球心且延伸到球體外部的中心軸線303，所述中心軸線303在風(fēng)向球301外部的部分安裝有風(fēng)速傳感器302，該風(fēng)速傳感器302通過信號(hào)連接線與主控板連接。本實(shí)施例中的中心軸線303與風(fēng)向球301固定連接，當(dāng)風(fēng)向球301在風(fēng)力作用下移動(dòng)時(shí)，對(duì)應(yīng)地中心軸線303也會(huì)隨之產(chǎn)生偏移，此時(shí)風(fēng)速傳感器302感應(yīng)到這種變化，則反饋給主控板，由主控板進(jìn)行計(jì)算處理，將此時(shí)的風(fēng)速風(fēng)向計(jì)算出來。本發(fā)明第四實(shí)施例，如圖5所示，本發(fā)明所述的一種風(fēng)速風(fēng)向測試裝置，包括有風(fēng)向球401、風(fēng)速傳感器402、底座405和貫穿風(fēng)向球401球心且延伸到球體外部的中心軸線403，固定于底座405中的重錘404。中心軸線403 —端固定安裝在風(fēng)向球401內(nèi)部，另一端固定安裝在重錘404中，在風(fēng)向球401外部的中心軸線403上安裝有風(fēng)速傳感器402，該風(fēng)速傳感器402通過信號(hào)連接線與主控板連接。本實(shí)施例中的中心軸線403與風(fēng)向球401固定連接，當(dāng)風(fēng)向球401在風(fēng)力作用下移動(dòng)時(shí)，對(duì)應(yīng)地中心軸線403也會(huì)隨之產(chǎn)生偏移，此時(shí)風(fēng)速傳感器402感應(yīng)到這種變化，則反饋給主控板，由主控板進(jìn)行計(jì)算處理，將此時(shí)的風(fēng)速風(fēng)向計(jì)算出來。與其它風(fēng)速測試儀器比較，本發(fā)明只需采用一個(gè)由塑料吹塑成型的中空球體作為風(fēng)向球，并在該風(fēng)向球固定設(shè)置一個(gè)三軸加速度傳感器，利用風(fēng)向球所受風(fēng)力比較大且均勻的特點(diǎn)，在風(fēng)力作用方向上產(chǎn)生位移，使三軸加速度傳感器產(chǎn)生相應(yīng)的位移量，而微處理器則根據(jù)該位移量計(jì)算出此時(shí)的風(fēng)速風(fēng)向。
以上是對(duì)本發(fā)明所提供的一種風(fēng)速風(fēng)向測試裝置進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式
及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
1.一種風(fēng)速風(fēng)向測試裝置，包括底座，其特征在于還包括 一風(fēng)向球，該風(fēng)向球內(nèi)部中空，且所述風(fēng)向球球心處設(shè)置有一貫穿的中心軸線，所述中心軸線上設(shè)置有一風(fēng)速傳感器，該風(fēng)速傳感器通過中心軸線與風(fēng)向球固定連接； 一主控板，該主控板上設(shè)置有微處理器，所述微處理器通過信號(hào)連接線與上述風(fēng)速傳感器連接； 所述風(fēng)向球隨風(fēng)速變化偏移，帶動(dòng)風(fēng)速傳感器產(chǎn)生位移，微處理器根據(jù)風(fēng)速傳感器的位移量計(jì)算出風(fēng)速和風(fēng)向。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的風(fēng)速風(fēng)向測試裝置，其特征在于所述風(fēng)速傳感器為三軸加速度傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的風(fēng)速風(fēng)向測試裝置，其特征在于所述風(fēng)向球是由塑料啤塑或吹塑成型的中空球體。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的風(fēng)速風(fēng)向測試裝置，其特征在于所述底座與風(fēng)向球之間通過彈黃連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的風(fēng)速風(fēng)向測試裝置，其特征在于所述底座上安裝有支架，該支架上設(shè)置有橫梁，風(fēng)向球通過中心軸線與橫梁連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的風(fēng)速風(fēng)向測試裝置，其特征在于所述主控板上還設(shè)置有風(fēng)速風(fēng)向計(jì)算電路，該風(fēng)速風(fēng)向計(jì)算電與微處理器連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的風(fēng)速風(fēng)向測試裝置，其特征在于所述主控板固定安裝在底座中。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的風(fēng)速風(fēng)向測試裝置，其特征在于所述風(fēng)速傳感器位于風(fēng)向球內(nèi)部的中心軸線上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的風(fēng)速風(fēng)向測試裝置，其特征在于所述風(fēng)速傳感器位于風(fēng)向球的球心處。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的風(fēng)速風(fēng)向測試裝置，其特征在于所述風(fēng)速傳感器位于風(fēng)向球外部的中心軸線上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種風(fēng)速風(fēng)向測試裝置，包括風(fēng)向球和主控板，風(fēng)向球內(nèi)部中空，且球心處設(shè)置有一貫穿的中心軸線，中心軸線上設(shè)置有風(fēng)速傳感器，該風(fēng)速傳感器通過中心軸線與風(fēng)向球固定連接；主控板上設(shè)置有微處理器，所述微處理器通過信號(hào)連接線與上述風(fēng)速傳感器連接。本發(fā)明通過在貫穿風(fēng)向球球心的中心軸線上固定設(shè)置有一個(gè)三軸加速度傳感器，且使風(fēng)向球與三軸加速度傳感器之間的位置保持恒定，當(dāng)風(fēng)向球發(fā)生偏移時(shí)，三軸加速度傳感器也隨之偏移，相應(yīng)地三軸加速度傳感器對(duì)應(yīng)的位移量反饋給主控板微處理器，微處理器根據(jù)該位移量控制風(fēng)速風(fēng)向計(jì)算電路進(jìn)行計(jì)算，獲得此時(shí)的風(fēng)向風(fēng)速。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、實(shí)現(xiàn)容易，使用方便、成本低且測量準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01P13/02GK102818911SQ20111015251
公開日2012年12月12日 申請日期2011年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月8日
發(fā)明者戴偉明 申請人:深圳市恒輝達(dá)電子有限公司