一種移動式風(fēng)場風(fēng)速全尺度高度分布測量裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種移動式風(fēng)場風(fēng)速全尺度高度分布測量裝置，其特征在于，包括氣球、垂直索、固定氣球的第一斜拉索、固定氣球的第二斜拉索、固定氣球的第三斜拉索、風(fēng)速儀；所述氣球設(shè)置有左機翼和右機翼，所述風(fēng)速儀設(shè)置在氣球和/或垂直拉索和/或第一斜拉索和/或第二斜拉索和/或第三斜拉索上。本發(fā)明在飛艇式氣球上增設(shè)了一對水平機翼，在氣球帶機翼升空后，氣球的浮力和機翼上的升力共同作用下，在垂直拉索上產(chǎn)生較大的提升力，從而避免氣球在風(fēng)力的作用下四處飄動；將風(fēng)速儀的安裝方式由傳統(tǒng)的支撐式改為懸掛式，6～10個數(shù)字式風(fēng)速儀布置在100m多的垂直索上。通過移動斜拉索和垂直拉索的基石，可對復(fù)雜地形變化的風(fēng)場，進行多點風(fēng)速高度分布的全尺度測量。
【專利說明】—種移動式風(fēng)場風(fēng)速全尺度高度分布測量裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種移動式風(fēng)場風(fēng)速全尺度高度分布測量裝置，屬于風(fēng)力發(fā)電技術(shù)風(fēng)速測量設(shè)備領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)速大小和高度方向上的風(fēng)速分布，是決定風(fēng)力發(fā)電機容量和風(fēng)塔高度的重要因素。過高的風(fēng)塔高度，增加了建設(shè)費用，而發(fā)電量并不增多；過低的風(fēng)塔高度，發(fā)電量不足，降低了投資設(shè)備效率。因此，在風(fēng)力資源調(diào)查、評估和風(fēng)電場建設(shè)的可行性研究時，需要全面了解風(fēng)場不同高度的風(fēng)速分布，由此根據(jù)單機容量的大小，優(yōu)化選擇葉片長度和風(fēng)塔高度，使之達(dá)到最佳的投資效率。
[0003]風(fēng)電場不同高度的風(fēng)速分布測量，常規(guī)的方法有桅桿式(mast)和塔式(tower)兩種，風(fēng)速儀按一定的間隔，安裝在桅桿或塔的不同高度，由多臺風(fēng)速儀同步測量。
[0004]桅桿式風(fēng)速不同高度分布測量系統(tǒng)由桅桿、斜拉索和風(fēng)速儀等組成，桅桿用于安裝風(fēng)速儀，斜拉索用于桅桿的空間定位。豎直的桅桿在風(fēng)力的作用下，產(chǎn)生與風(fēng)向一致的水平作用力，由此使斜拉索產(chǎn)生與之平衡的水平反作用力。力學(xué)分析已知:斜拉索產(chǎn)生水平拉力的同時，對桅桿產(chǎn)生垂直向下的作用力，該力反比于斜拉索與桅桿夾角的正切；斜拉索與桅桿的夾角越小，平衡水平風(fēng)力所產(chǎn)生的垂直向下力就越大。由于桅桿的直徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其長度，剛性較差，細(xì)桿具有抗拉不抗壓的力學(xué)特征，極易發(fā)生彎曲變形。當(dāng)風(fēng)力達(dá)到一定值時，桿件彎曲到一定程度，有可能失穩(wěn)倒塌。為增強桅桿式風(fēng)速測量系統(tǒng)的安全性，防止倒塌意外事故的發(fā)生，增大桿件直徑，并采用多層斜拉索。
[0005]桅桿雖然結(jié)構(gòu)簡單，也不需要復(fù)雜的基礎(chǔ)，但桅桿高度不可能很大，因為豎起50m以上的桅桿，工程難度較大。要測量更大高度的風(fēng)速分布，只能用塔式結(jié)構(gòu)替代桿式結(jié)構(gòu)，即由鋼管或鋼構(gòu)件制成鐵塔。塔式結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)大，雖然結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但剛性遠(yuǎn)強于桅桿式結(jié)構(gòu)，能豎起的高度遠(yuǎn)比桅桿大，如再輔助于斜拉索，豎立的高度可以達(dá)到100多米。
[0006]風(fēng)電技術(shù)的進步，風(fēng)電機組已向大型化方向發(fā)展，兆瓦級或數(shù)兆瓦風(fēng)電機組已得到廣泛應(yīng)用。對于兆瓦級風(fēng)電機組，風(fēng)輪機葉片頂端離地面通常在100?120m。如果在風(fēng)力資源評估時，對風(fēng)速高度分布進行全尺度測量，桅桿或鐵塔的高度至少100m，建造成本較大，又有工程風(fēng)險，且高度越大，投資風(fēng)險和安全風(fēng)險也越大。因此，在風(fēng)力資源調(diào)查、評估和風(fēng)力發(fā)電場建設(shè)可行性論證時，往往建一個低于風(fēng)機塔高的鐵塔或桅桿，基于風(fēng)速與高度的指數(shù)關(guān)系，外推更大高度的風(fēng)速分布。
[0007]風(fēng)速不同高度的大小分布，受大氣層穩(wěn)定性、地形形狀、表面粗糙度、氣候等多種復(fù)雜因素影響，不同地域的風(fēng)速高度分布差異較大。因此，基于有限高度局部風(fēng)速測量的外推風(fēng)場風(fēng)速的全尺度高度分布，對風(fēng)力資源評估產(chǎn)生很大的不確定性。為精確地評估風(fēng)力資源，為風(fēng)電場建設(shè)提供確切的特性數(shù)據(jù)，應(yīng)根據(jù)風(fēng)電場的地形地貌，對風(fēng)場的風(fēng)速高度分布，一是應(yīng)全尺度測量，二是應(yīng)可移動靈活測量。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]發(fā)明口的:本發(fā)明的口的在于解決風(fēng)電場風(fēng)力資源評估中風(fēng)速高度分布的不確定問題。提出一種移動式風(fēng)場風(fēng)速全尺度高度分布測量裝置，將風(fēng)力資源評估中不同高度的風(fēng)速分布，由傳統(tǒng)的基于有限高度局部測量的外推改為基于全尺度測量的內(nèi)插，從根本上消除風(fēng)速分布外推產(chǎn)生的不確定性；并根據(jù)風(fēng)電場的地形與地貌，進行多點可移動式測量，降低成本和工程風(fēng)險。
[0009]技術(shù)方案:本發(fā)明的一種移動式風(fēng)場風(fēng)速全尺度高度分布測量裝置，包括氣球、垂直索、固定氣球的第一斜拉索、固定氣球的第二斜拉索、固定氣球的第三斜拉索、風(fēng)速儀；氣球設(shè)置有左機翼和右機翼，風(fēng)速儀設(shè)置在氣球和/或垂直拉索和/或第一斜拉索和/或第二斜拉索和/或第三斜拉索上。這樣通過設(shè)置機翼，與現(xiàn)有的通過多條斜拉索連接固定氣球的技術(shù)相比較，避免了當(dāng)風(fēng)力過大時，斜拉索為了提供氣球?qū)癸L(fēng)力所必須的側(cè)向力時，同時對氣球有向下的分力過大，超過了氣球的浮力時出現(xiàn)氣球向下移動導(dǎo)致風(fēng)速測量不準(zhǔn)的情況。因為設(shè)置了產(chǎn)生升力的機翼，當(dāng)風(fēng)力越大時，升力也會越大，該升力可以抵消當(dāng)風(fēng)速變大斜拉索為氣球提供的額外側(cè)向力時產(chǎn)生的向下分力，并且該升力與風(fēng)速正相關(guān)，通過適當(dāng)設(shè)置機翼的升力性能，可以使得該氣球在不論風(fēng)速為多大時都不移動。
[0010]進一步地，氣球設(shè)置有旋轉(zhuǎn)連接器，垂直索連接該旋轉(zhuǎn)連接器；第一斜拉索、第二斜拉索和第三斜拉索連接該旋轉(zhuǎn)連接器固定氣球；氣球的一水平側(cè)設(shè)置有垂直尾翼和/或水平尾翼。
[0011]可優(yōu)選氣球的形狀為流線體。
[0012]進一步的，若優(yōu)選氣球的形狀為流線體，當(dāng)設(shè)置有垂直尾翼和水平尾翼時，垂直尾翼和/或水平尾翼所在的水平側(cè)為氣球流線體的尾部一側(cè)。
[0013]具體地，旋轉(zhuǎn)連接器可設(shè)置為包括軸承、轉(zhuǎn)動軸、殼體、軸承蓋板、滑輪和斜拉索吊環(huán)板；氣球底部設(shè)置有氣球底部基板；殼體固定在氣球底部基板上；殼體和轉(zhuǎn)動軸之間通過軸承連接；滑輪和斜拉索吊環(huán)板固定在轉(zhuǎn)動軸上；垂直索連接在滑輪上；第一斜拉索、第二斜拉索和第三斜拉索固定在斜拉索吊環(huán)板上。
[0014]優(yōu)選,風(fēng)速儀設(shè)置在垂直索上。
[0015]優(yōu)選，風(fēng)速儀為十字交叉的水平多孔均速管和豎直多孔均速管，水平多孔均速管上設(shè)置有4個風(fēng)速動壓孔，豎直多孔均速管上設(shè)置有4個風(fēng)速動壓孔，水平多孔均速管與豎直多孔均速管交叉處還設(shè)置有I個風(fēng)速動壓孔。
[0016]優(yōu)選，風(fēng)速儀還包括導(dǎo)向舵、測量電路和風(fēng)速環(huán)；風(fēng)速環(huán)位于豎直平面上；水平多孔均速管的兩端和豎直多孔均速管的兩端連接在風(fēng)速環(huán)上；導(dǎo)向舵設(shè)置于垂直于風(fēng)速環(huán)所在平面的豎直平面上；測量電路設(shè)置在導(dǎo)向舵上；風(fēng)速環(huán)上下端分別設(shè)置有上風(fēng)速環(huán)連接器和下風(fēng)速環(huán)連接器，上風(fēng)速環(huán)連接器與下風(fēng)速環(huán)連接器與垂直索相連接。
[0017]優(yōu)選，上風(fēng)速環(huán)連接器包括殼體、微型軸承、殼體蓋、轉(zhuǎn)軸、吊環(huán)；殼體固定在風(fēng)速環(huán)上端，微型軸承設(shè)置于殼體與殼體蓋圍成的封閉空間內(nèi)，轉(zhuǎn)軸與殼體之間通過微型軸承連接，吊環(huán)設(shè)置在轉(zhuǎn)軸上，該吊環(huán)與垂直索相連接；下風(fēng)速環(huán)連接器同樣包括殼體、微型軸承、殼體蓋、轉(zhuǎn)軸、吊環(huán)，殼體固定在風(fēng)速環(huán)下端，微型軸承設(shè)置于殼體與殼體蓋圍成的封閉空間內(nèi)，轉(zhuǎn)軸與殼體之間通過微型軸承連接，吊環(huán)設(shè)置在轉(zhuǎn)軸上，該吊環(huán)與垂直索相連接。
[0018]優(yōu)選設(shè)置第一斜拉索、第二斜拉索和第三斜拉索與水平面的夾角不大于60度。[0019]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果是:氣球內(nèi)充有氫氣和氦氣，可攜帶3根斜拉索和I根垂直索升空。為充分增大氣球的提升力，降低斜拉索因平衡氣球上水平風(fēng)力產(chǎn)生的向下作用力，氣球的主體可采用風(fēng)力拖曳系數(shù)很小的飛艇式流線體，尾部可采用圓錐體；左機翼和右機翼將橫掠過的風(fēng)速動能，轉(zhuǎn)變?yōu)闄C翼上的升力，補償斜拉索因平衡氣球上水平風(fēng)力產(chǎn)生的向下作用力，且有多余的升力增大垂直索向上的提升力。垂直尾翼及水平尾翼起著導(dǎo)向和穩(wěn)定的作用，使風(fēng)力升力器的正面自動朝向迎風(fēng)面。
[0020]旋轉(zhuǎn)連接器的殼體固定在氣球底部基板上，與氣球剛性地連為一體。使得殼體相對于轉(zhuǎn)動軸可以自由轉(zhuǎn)動，這樣，在斜拉索固定后，風(fēng)力升力器在水平面內(nèi)隨風(fēng)向可360°
自由轉(zhuǎn)動。
[0021]若風(fēng)速儀設(shè)置在垂直索上，在旋轉(zhuǎn)連接器上的滑輪，可用于自由升降設(shè)置在垂直索上風(fēng)速儀。這樣，在不放下氣球的情況下，可方便地放下數(shù)字式風(fēng)速儀，讀取測量得的風(fēng)速數(shù)據(jù)，更換風(fēng)速儀的電池等。
[0022]風(fēng)速儀可以為采用基于匹托管流速測量原理的均速管。因為風(fēng)速具有隨機性，且氣體流動存在不均勻性，為減少單點匹托管測由此產(chǎn)生的波動，本發(fā)明采用雙支十字交叉的多孔均速管，有水平和垂直方向合計9個風(fēng)速動壓孔。為減小均速管在風(fēng)力作用下的拖曳力，均速管可采用流線體。
[0023]風(fēng)速儀采用一體化集成設(shè)計。測速管和的兩端，分別焊接在圓環(huán)上，起到加強風(fēng)速環(huán)剛度的作用。
[0024]上風(fēng)速環(huán)連接器和下風(fēng)速環(huán)連接器設(shè)置在風(fēng)速環(huán)的兩端，這樣，風(fēng)速環(huán)在懸掛在垂直拉索上后，風(fēng)速儀隨風(fēng)向可360°自由旋轉(zhuǎn)。因此，在導(dǎo)向舵的引導(dǎo)下，風(fēng)速儀的測速管正面迎向來風(fēng)方向。
[0025]本發(fā)明在飛艇式氣球上增設(shè)了一對水平機翼，在氣球帶機翼升空后，借助IOOm以上高空較大的風(fēng)速，在機翼上將風(fēng)力轉(zhuǎn)變?yōu)樯?，氣球的浮力和機翼上的升力共同作用下，在垂直拉索上產(chǎn)生較大的提升力，從而避免氣球在風(fēng)力的作用下四處飄動；將風(fēng)速儀的安裝方式由傳統(tǒng)的支撐式改為懸掛式，6?10個數(shù)字式風(fēng)速儀布置在IOOm多的垂直索上,可對風(fēng)場的風(fēng)速高度分布進行全尺度測量。通過移動斜拉索和垂直拉索的基石，可對復(fù)雜地形變化的風(fēng)場，進行多點風(fēng)速高度分布的全尺度測量。此外本發(fā)明采用十字交叉9孔均速管作為風(fēng)速測量的一次轉(zhuǎn)換元件，消除流動不均勻產(chǎn)生的測量誤差，提高風(fēng)速測量的信號穩(wěn)定性和正確性。風(fēng)速儀的傳感元件、電子線路、導(dǎo)向舵和支架一體化流線型設(shè)計，降低風(fēng)對風(fēng)速儀的拖曳力。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1為本發(fā)明的一種移動式風(fēng)場風(fēng)速全尺度高度分布測量裝置示意圖；
[0027]圖2為本發(fā)明的一種移動式風(fēng)場風(fēng)速全尺度高度分布測量裝置中的旋轉(zhuǎn)連接器示意圖；
[0028]圖3為本發(fā)明的一種移動式風(fēng)場風(fēng)速全尺度高度分布測量裝置的風(fēng)速儀正視圖；
[0029]圖4為本發(fā)明的一種移動式風(fēng)場風(fēng)速全尺度高度分布測量裝置的風(fēng)速儀的側(cè)視圖；
[0030]圖5為本發(fā)明的一種移動式風(fēng)場風(fēng)速全尺度高度分布測量裝置的上風(fēng)速環(huán)連接器示意圖；
[0031]圖6為本發(fā)明的一種移動式風(fēng)場風(fēng)速全尺度高度分布測量裝置的下風(fēng)速環(huán)連接器示意圖。
【具體實施方式】
[0032]下面對本發(fā)明技術(shù)方案進行詳細(xì)說明，但是本發(fā)明的保護范圍不局限于實施例。
[0033]實施例:
[0034]本實施例的移動式風(fēng)場風(fēng)速全尺度高度分布測量裝置如圖1所示，包括氣球110、垂直索500、固定氣球110的第一斜拉索410、固定氣球110的第二斜拉索420、固定氣球110的第三斜拉索430、風(fēng)速儀300 ;氣球110設(shè)置有左機翼120和右機翼130，風(fēng)速儀300設(shè)置在垂直索500上，然而風(fēng)速儀300設(shè)置的位置并不會影響風(fēng)速儀300測量的結(jié)果，但當(dāng)風(fēng)速儀300設(shè)置在垂直索500上且垂直索500連接在滑輪上時，風(fēng)速儀300會有在不放下氣球的情況下，可方便地放下數(shù)字式風(fēng)速儀，讀取測量得的風(fēng)速數(shù)據(jù)，更換風(fēng)速儀300的電池等的技術(shù)效果。
[0035]本實施例氣球110設(shè)置有旋轉(zhuǎn)連接器200，垂直索500連接該旋轉(zhuǎn)連接器200 ;第一斜拉索410、第二斜拉索420和第三斜拉索430連接該旋轉(zhuǎn)連接器200固定氣球110 ;氣球110的一水平側(cè)設(shè)置有垂直尾翼140和水平尾翼160，水平尾翼和垂直尾翼的設(shè)置相互獨立，均可達(dá)到前述的為氣球110導(dǎo)向的技術(shù)效果。
[0036]本實施例氣球110的形狀為流線體。
[0037]本實施例的氣球110的形狀為流線體，垂直尾翼140和/或水平尾翼160所在的水平側(cè)為氣球110流線體的尾部一側(cè)。
[0038]本實施例的旋轉(zhuǎn)連接器200如圖2所示包括軸承210、轉(zhuǎn)動軸220、殼體230、軸承蓋板240、滑輪250和斜拉索吊環(huán)板260 ;氣球110底部設(shè)置有氣球底部基板270 ;殼體230固定在氣球底部基板270上；殼體230和轉(zhuǎn)動軸220之間通過軸承210連接；滑輪210和斜拉索吊環(huán)板260固定在轉(zhuǎn)動軸220上；垂直索500連接在滑輪210上；第一斜拉索410、第二斜拉索420和第三斜拉索430固定在斜拉索吊環(huán)板260上。
[0039]本實施例風(fēng)速儀300設(shè)置在垂直索500上。
[0040]本實施例風(fēng)速儀300如圖3和圖4所示為十字交叉的水平多孔均速管310和豎直多孔均速管320，水平多孔均速管310上設(shè)置有4個風(fēng)速動壓孔315，豎直多孔均速管上320設(shè)置有4個風(fēng)速動壓孔315，水平多孔均速管310與豎直多孔均速管320交叉處還設(shè)置有I個風(fēng)速動壓孔315。
[0041]本實施例風(fēng)速儀300還包括導(dǎo)向舵390、測量電路335和風(fēng)速環(huán)360 ;風(fēng)速環(huán)360位于豎直平面上；水平多孔均速管310的兩端和豎直多孔均速管320的兩端連接在風(fēng)速環(huán)360上；導(dǎo)向舵390設(shè)置于垂直于風(fēng)速環(huán)360所在平面的豎直平面上；測量電路335設(shè)置在導(dǎo)向舵390上；風(fēng)速環(huán)360上下端分別設(shè)置有上風(fēng)速環(huán)連接器370和下風(fēng)速環(huán)連接器380，上風(fēng)速環(huán)連接器370與下風(fēng)速環(huán)連接器380與垂直索500相連接。
[0042]本實施例上風(fēng)速環(huán)連接器370如圖5所示包括殼體371、微型軸承372、殼體蓋373、轉(zhuǎn)軸374、吊環(huán)375 ;殼體371固定在風(fēng)速環(huán)360上端，微型軸承372設(shè)置于殼體371與殼體蓋373圍成的封閉空間內(nèi)，轉(zhuǎn)軸374與殼體371之間通過微型軸承372連接，吊環(huán)375設(shè)置在轉(zhuǎn)軸374上，該吊環(huán)375與垂直索500相連接；下風(fēng)速環(huán)連接器380如圖6所示同樣包括殼體381、微型軸承382、殼體蓋383、轉(zhuǎn)軸384、吊環(huán)385，殼體381固定在風(fēng)速環(huán)360下端，微型軸承382設(shè)置于殼體381與殼體蓋383圍成的封閉空間內(nèi)，轉(zhuǎn)軸384與殼體381之間通過微型軸承382連接，吊環(huán)385設(shè)置在轉(zhuǎn)軸384上，該吊環(huán)385與垂直索500相連接。
[0043]本實施例第一斜拉索410、第二斜拉索420和第三斜拉索430與水平面的夾角不大于60度。
[0044]本實施例的垂直索500由多段拉索與風(fēng)速儀300串接而成，各段垂直拉索的長度，根據(jù)風(fēng)速高度分布估算確定。近地面附近，風(fēng)速高度分布的變化梯度較大，風(fēng)速儀的間距應(yīng)小些；在70m以上的高空處，風(fēng)速高度分布的梯度較小，風(fēng)速儀的間距可以大些。本實施例的，風(fēng)速儀測點采用非線性布置，在離地面20m、30m、40m、50m、60m、70m、85m、100m、115m和130m等10個高度設(shè)置風(fēng)速儀
[0045]本實施例第一斜拉索410、第二斜拉索420和第一斜拉索430的上端系在頂部連接器的斜拉索吊環(huán)板孔上，下端分別系在斜拉索基石610、620和630上。3塊斜拉索基石等間距排放在以垂直拉索基石為圓心的同一圓周上。為充分增大垂直拉索的提升力，斜拉索與地面的夾角不大于60°。
[0046]本實施例氣球110充有氫、氦混臺氣體氣球的充氣總?cè)莘e50立方米。垂直尾翼140位于氣球體的垂直中分面上，水平尾翼160位于氣球體的水平中分面上，安裝時垂直尾翼和水平尾翼與氣球體正交。左機翼120和右機翼130由氣球體同質(zhì)村料制成，內(nèi)支高強度鋼質(zhì)龍骨，中空型結(jié)構(gòu)，與氣球體腔室連通，充氣后形成標(biāo)準(zhǔn)的流線體結(jié)構(gòu)。為產(chǎn)生足夠大的升力，機翼臺計面積為4.0平方米。
[0047]所述風(fēng)力升力器的底部基板270位于氣球充氣后的浮力中心底部，旋轉(zhuǎn)連接器200的殼體230剛性連接。頂部連接器由軸承210、轉(zhuǎn)軸220、殼體230、殼體蓋板240、滑輪250和斜拉索吊環(huán)板260組成，軸承210的外圈過盈地安裝在殼體230的軸承腔內(nèi)，轉(zhuǎn)軸220過盈地安裝在軸承210的內(nèi)圈中，殼體蓋板240由螺絲固定在殼體230上。在斜拉索吊環(huán)板260的同一圓周均勻開設(shè)3個斜拉索吊環(huán)孔，吊環(huán)板的中心孔套裝在轉(zhuǎn)軸上，通過螺栓緊固在轉(zhuǎn)軸上。滑輪通過螺紋固定在轉(zhuǎn)軸的頂端。在斜拉索和垂直拉索定位后，轉(zhuǎn)軸位置不再發(fā)生變化，軸承外圈可相對于轉(zhuǎn)軸自由轉(zhuǎn)動，即氣球Iio可隨風(fēng)向在水平面內(nèi)可自由轉(zhuǎn)動。
[0048]所述風(fēng)速儀的水平多孔均速管310和豎直多孔均速管320采用薄壁不銹鋼板材料，壓制成流線體外形，由焊接制成。水平多孔均速管310和垂直多孔均速管的動壓、靜壓通道分別連通，端部密封，并焊接在風(fēng)速環(huán)360上，對風(fēng)速環(huán)起到加強剛度的作用。
[0049]所述風(fēng)速儀300的主體結(jié)構(gòu)由十字交叉均速管310和320、風(fēng)速環(huán)360、上連接器370、下連接器380和導(dǎo)向舵390組成，采用一體化結(jié)構(gòu)，十字交叉均速管的端部焊接在風(fēng)速環(huán)上，導(dǎo)向舵390的殼體與垂直均速管320焊接在一起，上、下連接器370和380分別焊接在風(fēng)速環(huán)中分軸線的頂部和底部。
[0050]風(fēng)速儀300被垂直索懸掛后，連接器的轉(zhuǎn)軸基本不動，風(fēng)速環(huán)在水平面內(nèi)可自由轉(zhuǎn)動。
[0051]所述基石用于斜拉索和垂直拉索的地面定位，為保正在正常測量情況下基石不移動，每個基石的質(zhì)量均為50kg以上。
[0052]所述垂直拉索500由引導(dǎo)索和和風(fēng)速儀拉索兩部分組成，引導(dǎo)索起到升、降風(fēng)速儀的作用。引導(dǎo)索的一端與風(fēng)速儀掛索相接，另一端穿過頂部連接器轉(zhuǎn)軸端部的滑輪，固定地垂直拉索的基石上。風(fēng)速儀的掛索兩端通過吊環(huán)與風(fēng)速儀上、下連接器轉(zhuǎn)軸上吊環(huán)扣接。
[0053]本實施例的一種移動式風(fēng)場風(fēng)速全尺度高度分布測量裝置在選擇好地面測量位置后，根據(jù)測量高度要求和斜拉索與地面的夾角，選取斜拉索和垂直拉索的長度以及斜拉索基石圓的半徑之后在選好的測量位置處布置垂直拉索基石640，并以此為圓心，在斜拉索基石圓上均勻布置斜拉索基石610、620和630 ;將斜拉索410、420和430分別扣接到頂部連接器的斜拉索吊環(huán)孔上，另一端固定在對應(yīng)的基石上；垂直拉索的引導(dǎo)索穿過頂部連接器轉(zhuǎn)軸端部的滑輪，并與風(fēng)速儀的掛索相接；風(fēng)力升力器的氣球充氣后緩慢升空，到達(dá)預(yù)定高度后，由垂直拉索的引導(dǎo)索提升數(shù)字式風(fēng)速儀，當(dāng)風(fēng)速儀定位后，垂直拉索固定在垂直拉索基石640上。
[0054]如上所述，盡管參照特定的優(yōu)選實施例已經(jīng)表示和表述了本發(fā)明，但其不得解釋為對本發(fā)明自身的限制。在不脫離所附權(quán)利要求定義的本發(fā)明的精神和范圍前提下，可對其在形式上和細(xì)節(jié)上作出各種變化。
【權(quán)利要求】
1.一種移動式風(fēng)場風(fēng)速全尺度高度分布測量裝置，其特征在于，包括氣球(110)、垂直索(500)、固定氣球(110)的第一斜拉索(410)、固定氣球(110)的第二斜拉索(420)、固定氣球(110)的第三斜拉索(430)、風(fēng)速儀(300);所述氣球(110)設(shè)置有左機翼(120)和右機翼(130)，所述風(fēng)速儀(300)設(shè)置在氣球(110)和/或垂直拉索(500)和/或第一斜拉索(410)和/或第二斜拉索(420)和/或第三斜拉索(430)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種移動式風(fēng)場風(fēng)速全尺度高度分布測量裝置，其特征在于，所述的氣球(110)設(shè)置有旋轉(zhuǎn)連接器(200)，所述的垂直索(500)連接該旋轉(zhuǎn)連接器(200);第一斜拉索(410)、第二斜拉索(420)和第三斜拉索(430)連接該旋轉(zhuǎn)連接器(200)固定所述氣球(110);所述氣球(110)的一水平側(cè)設(shè)置有垂直尾翼(140)和/或水平尾翼(160)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種移動式風(fēng)場風(fēng)速全尺度高度分布測量裝置，其特征在于，所述氣球(110)的形狀為流線體。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種移動式風(fēng)場風(fēng)速全尺度高度分布測量裝置，其特征在于，所述氣球(110)的形狀為流線體，所述垂直尾翼(140)和/或水平尾翼(160)所在的水平側(cè)為氣球(110)流線體的尾部一側(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的一種移動式風(fēng)場風(fēng)速全尺度高度分布測量裝置，其特征在于，所述的旋轉(zhuǎn)連接器(200)包括軸承(210)、轉(zhuǎn)動軸(220)、殼體(230)、軸承蓋板(240)、滑輪(250)和斜拉索吊環(huán)板(260);氣球(110)底部設(shè)置有氣球底部基板(270);所述殼體(230)固定在氣球底部基板(270)上；所述殼體(230)和轉(zhuǎn)動軸(220)之間通過軸承(210)連接；所述滑輪(210)和斜拉索吊環(huán)板(260)固定在轉(zhuǎn)動軸(220)上；所述的垂直索(500)連接在所述滑輪(210)上；所述的第一斜拉索(410)、第二斜拉索(420)和第三斜拉索(430)固定在所述斜拉索吊環(huán)板(260)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的一種移動式風(fēng)場風(fēng)速全尺度高度分布測量裝置，其特征在于，所述的風(fēng)速儀(300)設(shè)置在垂直索(500)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種一種移動式風(fēng)場風(fēng)速全尺度高度分布測量裝置，其特征在于，所述的風(fēng)速儀(300)為十字交叉的水平多孔均速管(310)和豎直多孔均速管(320)，水平多孔均速管(310)上設(shè)置有4個風(fēng)速動壓孔(315)，豎直多孔均速管上(320)設(shè)置有4個風(fēng)速動壓孔(315)，水平多孔均速管(310)與豎直多孔均速管(320)交叉處還設(shè)置有I個風(fēng)速動壓孔(315)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種移動式風(fēng)場風(fēng)速全尺度高度分布測量裝置，其特征在于，所述的風(fēng)速儀(300)還包括導(dǎo)向舵(390)、測量電路(335)和風(fēng)速環(huán)(360);所述風(fēng)速環(huán)(360)位于豎直平面上；所述水平多孔均速管(310)的兩端和豎直多孔均速管(320)的兩端連接在風(fēng)速環(huán)(360)上；所述的導(dǎo)向舵(390)設(shè)置于垂直于風(fēng)速環(huán)(360)所在平面的豎直平面上；所述測量電路(335)設(shè)置在導(dǎo)向舵(390)上；所述風(fēng)速環(huán)(360)上下端分別設(shè)置有上風(fēng)速環(huán)連接器(370)和下風(fēng)速環(huán)連接器(380)，所述上風(fēng)速環(huán)連接器(370)與下風(fēng)速環(huán)連接器(380)與垂直索(500)相連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種移動式風(fēng)場風(fēng)速全尺度高度分布測量裝置，其特征在于，所述的上風(fēng)速環(huán)連接器(370)包括殼體(371)、微型軸承(372)、殼體蓋(373)、轉(zhuǎn)軸(374)、吊環(huán)(375);所述殼體(371)固定在風(fēng)速環(huán)(360)上端，所述微型軸承(372)設(shè)置于殼體(371)與殼體蓋(373)圍成的封閉空間內(nèi)，所述轉(zhuǎn)軸(374)與殼體(371)之間通過微型軸承(372)連接，所述吊環(huán)(375)設(shè)置在所述轉(zhuǎn)軸(374)上，該吊環(huán)(375)與垂直索(500)相連接；所述下風(fēng)速環(huán)連接器(380)同樣包括殼體(381)、微型軸承(382)、殼體蓋(383)、轉(zhuǎn)軸(384)、吊環(huán)(385)，所述殼體(381)固定在風(fēng)速環(huán)(360)下端，所述微型軸承(382)設(shè)置于殼體(381)與殼體蓋(383)圍成的封閉空間內(nèi)，所述轉(zhuǎn)軸(384)與殼體(381)之間通過微型軸承(382)連接，所述吊環(huán)(385)設(shè)置在所述轉(zhuǎn)軸(384)上，該吊環(huán)(385)與垂直索(500)相連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3和4所述的一種移動式風(fēng)場風(fēng)速全尺度高度分布測量裝置，其特征在于，所述的第一斜拉索(410)、第二斜拉索(420)和第三斜拉索(430)與水平面的夾角不大于60度。
【文檔編號】G01P5/00GK103645339SQ201310628974
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年11月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月29日
【發(fā)明者】楊馨平, 楊磊 申請人:楊馨平