超聲波測風儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及測風儀領(lǐng)域，特別是涉及一種超聲波測風儀。
【背景技術(shù)】
[0002]超聲波測風儀是指利用發(fā)送超聲波脈沖，測量接收端的時間或頻率差別(多普勒頻移)來計算風速和風向的測量傳感器或測量儀器。超聲波測風儀被應(yīng)用在多個技術(shù)領(lǐng)域，如環(huán)境檢測、風力發(fā)電、測風塔和氣象站等?，F(xiàn)有的超聲波測風儀大都直徑超過10Cm，體積較大，因體積較大需要消耗的資源也較多。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]基于此，有必要提供一種體積小的超聲波測風儀。
[0004]—種超聲波測風儀，包括:多個超聲波探頭、處理電路以及容納超聲波探頭和處理電路的殼體；
[0005]殼體包括發(fā)射面和反射面，發(fā)射面和反射面分別為弧面，發(fā)射面和反射面相對設(shè)置且間隔預設(shè)距離形成空間；
[0006]超聲波探頭包括第一超聲波探頭和第二超聲波探頭，第一超聲波探頭和第二超聲波探頭及分布發(fā)射面或者反射面上，第一超聲波探頭的發(fā)射信號發(fā)射后在空間內(nèi)通過反射面與發(fā)射面的多次反射被第二超聲波探頭接收；
[0007]處理電路與超聲波探頭連接，用于獲取超聲波探頭的收發(fā)數(shù)據(jù)并根據(jù)收發(fā)數(shù)據(jù)得到風速和風向的測量結(jié)果。
[0008]在其中一種實施方式中，殼體包括相互間隔設(shè)置的發(fā)射殼體和反射殼體，發(fā)射面形成于發(fā)射殼體面向反射殼體的一側(cè)，反射面形成于反射殼體面向發(fā)射殼體的一側(cè)，發(fā)射殼體與反射殼體呈中心對稱設(shè)置，發(fā)射面和反射面分別為球面。
[0009]在其中一種實施方式中，超聲波探頭還包括第三超聲波探頭和第四超聲波探頭，第一超聲波探頭、第二超聲波探頭、第三超聲波探頭和第四超聲波探頭均可選地發(fā)射信號或者接收信號，發(fā)射信號的波束開角大于60°，每個超聲波探頭的發(fā)射信號經(jīng)反射面與發(fā)射面多次反射后被與其相鄰的兩個超聲波探頭接收。
[0010]在其中一種實施方式中，發(fā)射面和反射面的球面半徑為發(fā)射殼體和反射殼體的預設(shè)距離的15?25倍。
[0011 ] 在其中一種實施方式中，超聲波探頭均分布于發(fā)射面上。
[0012]在其中一種實施方式中，反射面設(shè)有防水涂層。
[0013]在其中一種實施方式中，發(fā)射殼體的外表面設(shè)有防水透氣孔。
[0014]在其中一種實施方式中，發(fā)射殼體和反射殼體通過空心鋼柱連接；處理電路包括測量電路和微處理器，測量電路與超聲波探頭連接，設(shè)置在發(fā)射殼體內(nèi)；微處理器設(shè)置在反射殼體內(nèi)，通過連接線與測量電路連接，連接線穿過空心鋼柱。
[0015]在其中一種實施方式中，還包括安裝底座，安裝底座與殼體連接，安裝底座的底部設(shè)置螺紋孔，用于將超聲波測風儀連接在安裝設(shè)備上。
[0016]在其中一種實施方式中，還包括位于殼體下方的定北結(jié)構(gòu)。
[0017]由于第一超聲波探頭的發(fā)射信號經(jīng)過發(fā)射面和反射面的多次反射才被第二超聲波探頭接收，即使發(fā)射面和反射面之間的預設(shè)距離很小，但由于反射信號經(jīng)過多次反射才被另一超聲波探頭接收，因此，反射信號的反射路徑較長，從而能夠避免發(fā)射信號的余震信號的影響。一方面，能夠提高超聲波測風儀的計算精度，另一方面，發(fā)射面和反射面之間的預設(shè)距離可以很小，從而可以減小超聲波測風儀的體積。
【附圖說明】
[0018]圖1為一種實施方式的超聲波測風儀的正視圖；
[0019]圖2為圖1所示超聲波測風儀的斜視圖；
[0020]圖3為一種實施方式的超聲波探頭的一個發(fā)射信號的反射路徑不意圖；
[0021]圖4為一種實施方式的超聲波探頭的全部發(fā)射信號的反射路徑示意圖。
【具體實施方式】
[0022]如圖1和如圖2所示，一種超聲波測風儀，包括:多個超聲波探頭10、處理電路(圖未示)以及容納超聲波探頭10和處理電路的殼體20。
[0023]殼體20包括發(fā)射面211和反射面221，發(fā)射面211和反射面221分別為弧面，發(fā)射面211和反射面221相對設(shè)置且間隔預設(shè)距離形成空間。
[0024]超聲波探頭包括第一超聲波探頭和第二超聲波探頭，第一超聲波探頭和第二超聲波探頭及分布發(fā)射面211或者反射面221上，第一超聲波探頭的發(fā)射信號發(fā)射后在空間內(nèi)通過反射面2211與發(fā)射面211的多次反射被第二超聲波探頭接收。
[0025]處理電路與超聲波探頭10連接，用于獲取超聲波探頭10的收發(fā)數(shù)據(jù)并根據(jù)收發(fā)數(shù)據(jù)得到風速和風向的測量結(jié)果。
[0026]由于發(fā)射面211與反射面221為相對設(shè)置的弧面，如圖3所示，位于發(fā)射內(nèi)超聲波探頭10的發(fā)射信號受發(fā)射面211弧度的影響，發(fā)射信號呈一定的角度被發(fā)射后到達反射面221，反射面221接收到發(fā)射信號后，改變發(fā)射角度，將發(fā)射信號反射至發(fā)射面211，受發(fā)射弧面的影響發(fā)射信號被反射至反射面221，從而經(jīng)過發(fā)射面211和反射面221的多次反射，第一超聲波探頭1的發(fā)射信號被第二超聲波探頭2接收。
[0027]以第一超聲波探頭1為例，第一超聲波探頭1的發(fā)射信號，到達球反射面進行反射，發(fā)射波又返回到發(fā)射面，這樣在發(fā)射面和反射面之間進行多次反射，最后到達第二超聲波探頭2。
[0028]根據(jù)超聲波測風儀的原理，其是根據(jù)發(fā)射端發(fā)射超聲波與接收端接收超聲波的時間或頻率差別來計算風速和風向的，若發(fā)射端和接收端的距離較短，發(fā)射信號經(jīng)過的路徑較短，則接收端則可能還未避開發(fā)射信號的余震信號從而無法正常的接收到發(fā)射信號，從而導致超聲波測風儀的計算誤差。因此，超聲波測風儀的發(fā)射信號需要經(jīng)過足夠長的路徑以拉大發(fā)射端發(fā)射超聲波與接收端接收超聲波的時間或頻率差別。
[0029]而本發(fā)明的超聲波測風儀，由于第一超聲波探頭的發(fā)射信號經(jīng)過發(fā)射面和反射面的多次反射才被第二超聲波探頭接收，即使發(fā)射面和反射面之間的預設(shè)距離很小，但由于反射信號經(jīng)過多次反射才被另一超聲波探頭接收，因此，反射信號的反射路徑較長，從而能夠避免發(fā)射信號的余震信號的影響。一方面，能夠提高超聲波測風儀的計算精度，另一方面，發(fā)射面和反射面之間的預設(shè)距離可以很小，從而可以減小超聲波測風儀的體積。
[0030]在另一種實施方式中，如圖1和圖2所不，殼體20包括相互間隔設(shè)置的發(fā)射殼體21和反射殼體22，發(fā)射面211形成于發(fā)射殼體21面向反射殼體22的一側(cè)，反射面221形成于反射殼體22面向發(fā)射殼體21的一側(cè)，發(fā)射殼體21與反射殼體22呈中心對稱設(shè)置，發(fā)射面和反射面分別為球面。
[0031]通過將殼體設(shè)為相互間隔設(shè)置的發(fā)射殼體21與反射殼體22，以在殼體上形成相對的發(fā)射面211與反射面221，以及供超聲波探頭的發(fā)射信號在發(fā)射面211與反射面221反射的空間。發(fā)射殼體21與反射殼體22呈中心對稱設(shè)置，從而使得發(fā)射面211和反射面221呈中心對稱，在具體的實施方式中，可將第一超聲波探頭與第二超聲波探頭對稱分布在發(fā)射面上，從而使每個超聲波探頭的發(fā)射信號至另一超聲波探頭的路徑相同，便于處理電路對超聲波的收發(fā)數(shù)據(jù)進行處理。
[0032]在另一種實施方式中，超聲波探頭還包括第三超聲波探頭和第四超聲波探頭，第一超聲波探頭、第二超聲波探頭、第三超聲波探頭和第四超聲波探頭均可選地發(fā)射信號或者接收信號。發(fā)射信號的波束開角大于60°，每個超聲波探頭的發(fā)射信號經(jīng)反射面與發(fā)射面多次反射后被與其相鄰的兩個超聲波探頭接收。
[0033]超聲波探頭的發(fā)射信號的波束開角與發(fā)射面的弧度和超聲波探頭的安裝角度有關(guān)，通過綜合發(fā)射面的弧度和超聲波探頭的安裝角度，使得超聲波探頭的發(fā)射信號的波束開角大于60°，一方面，能夠確保發(fā)射信號在發(fā)射殼體與反射殼體的腔體內(nèi)經(jīng)過多次反射，反射信號經(jīng)過的反射路徑越長，能夠進一步的縮短反射殼體與發(fā)射殼體的預設(shè)距離，另一方面，使得每一超聲波的發(fā)射信號到達反射面后，分別向兩側(cè)進行反射，由于多個超聲波探頭均勻的分布在發(fā)射面上，從而能使每一個超聲波探頭的發(fā)射信號同時被其相鄰的兩個超聲波探頭接收，通過獲取更多的超聲波收發(fā)數(shù)據(jù)以提高超聲波測風儀風速測量的準確性，提高超聲波測風儀的測量性能。
[0034]如