一種風光互補自供電式光纖光柵風速儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及風速測量領(lǐng)域，尤其涉及一種風光互補自供電式光纖光柵風速儀。
【背景技術(shù)】
[0002]風速儀作為風速測量儀器，一般布設(shè)在相對較高的區(qū)域。尤其是山頂、高塔頂?shù)忍貏e高的區(qū)域，布線會很復雜，而且電纜傳輸還需考慮防雷、防蟲等因素，帶來了諸多不便。因此，如何克服上述問題成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的技術(shù)問題。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]針對【背景技術(shù)】中存在的問題，本實用新型的目的在于提供一種風光互補自供電式光纖光柵風速儀，該風速儀利用太陽能及風速傳感器為風速儀供電，無需額外布設(shè)電線；且通過無線的方式傳輸風速檢測結(jié)果，節(jié)省傳輸線路鋪設(shè)的同時降低了費用；此外，本申請的風速傳感器選用光纖光柵式風速傳感器，最大限度的降低了電磁干擾。
[0004]本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的:
[0005]—種風光互補自供電式光纖光柵風速儀，所述風速儀包括風速傳感器、風速分析儀、供電單元和信號傳輸單元；其中，
[0006]所述風速傳感器為光纖光柵式風速傳感器，用于監(jiān)測風速，并將監(jiān)測結(jié)果發(fā)送至所述風速分析儀；
[0007]所述風速分析儀用于接收所述風速傳感器的監(jiān)測結(jié)果，并根據(jù)所述監(jiān)測結(jié)果分析風速，然后將分析出的風速結(jié)果通過所述信號傳輸單元發(fā)送至接收終端；
[0008]所述供電單元包括太陽能電池板和風力發(fā)電機；所述風力發(fā)電機與所述風速傳感器的風杯的轉(zhuǎn)輪連接，供電單元用于為所述風速儀提供工作所需的能量。
[0009]進一步，所述供電單元還包括風光互補控制器和蓄電池；所述太陽能電池板和風力發(fā)電機通過所述風光互補控制器與所述蓄電池連接。
[0010]進一步，所述信號傳輸單元為基于GPRS無線傳輸技術(shù)的無線信號傳輸單元。
[0011]進一步，所述風速傳感器和風速分析儀之間設(shè)置有光電轉(zhuǎn)換模塊，所述風速傳感器、光電轉(zhuǎn)換模塊和風速分析儀直接通過光纖通信。
[0012]進一步，所述太陽能電池板固設(shè)在防護柜臺外側(cè)，所述風光互補控制器和蓄電池安裝在所述防護柜臺內(nèi)部。
[0013]本實用新型具有以下積極的技術(shù)效果:
[0014]本申請的風速儀利用太陽能及風速傳感器為風速儀供電，無需額外布設(shè)電線；且通過無線的方式傳輸風速檢測結(jié)果，節(jié)省傳輸線路鋪設(shè)的同時降低了費用；此外，本申請的風速傳感器選用光纖光柵式風速傳感器，最大限度的降低了電磁干擾。
【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0016]下面，參考附圖，對本發(fā)明進行更全面的說明，附圖中標示出了本發(fā)明的示例性實施例。然而，本發(fā)明可以體現(xiàn)為多種不同形式，并不應(yīng)理解為局限于這里敘述的示例性實施例。而是，提供這些實施例，從而使本發(fā)明全面和完整，并將本發(fā)明的范圍完全地傳達給本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員。
[0017]為了易于說明，在這里可以使用諸如“上”、“下” “左” “右”等空間相對術(shù)語，用于說明圖中示出的一個元件或特征相對于另一個元件或特征的關(guān)系。應(yīng)該理解的是，除了圖中示出的方位之外，空間術(shù)語意在于包括裝置在使用或操作中的不同方位。例如，如果圖中的裝置被倒置，被敘述為位于其他元件或特征“下”的元件將定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性術(shù)語“下”可以包含上和下方位兩者。裝置可以以其他方式定位(旋轉(zhuǎn)90度或位于其他方位)，這里所用的空間相對說明可相應(yīng)地解釋。
[0018]如圖1所示，本申請的風速儀包括風速傳感器、風速分析儀、供電單元和信號傳輸單元；其中，風速傳感器為光纖光柵式風速傳感器，用于監(jiān)測風速，并將監(jiān)測結(jié)果發(fā)送至風速分析儀；風速分析儀用于接收風速傳感器的監(jiān)測結(jié)果，并根據(jù)監(jiān)測結(jié)果分析風速，然后將分析出的風速結(jié)果通過信號傳輸單元發(fā)送至接收終端；供電單元包括太陽能電池板和風力發(fā)電機；風力發(fā)電機與風速傳感器的風杯的轉(zhuǎn)輪連接，供電單元用于為風速儀提供工作所需的能量。
[0019]光纖光柵式風速傳感器測量風速的原理為:風場內(nèi)的風對風杯產(chǎn)生扭力矩，帶動轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動，風速越大轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)速越快。轉(zhuǎn)輪和轉(zhuǎn)速凸輪固定在一起，轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動帶動轉(zhuǎn)速凸輪旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速凸輪每旋轉(zhuǎn)一周，轉(zhuǎn)速凸輪突出部分就會撞擊等強度懸臂梁使其產(chǎn)生撓度變化進而導致粘貼在等強度懸臂梁的表面FBG中心波長發(fā)生移位，波長變化由光纖傳出，根據(jù)FBG中心波長變化次數(shù)進行計數(shù)，在單位時間內(nèi)FBG中心波長變化次數(shù)就是風杯的轉(zhuǎn)速，從而可以計算出風杯的轉(zhuǎn)速，根據(jù)風杯的轉(zhuǎn)速與風速呈正比關(guān)系，便可得到風場內(nèi)的風速。
[0020]供電單元還包括風光互補控制器和蓄電池；太陽能電池板和風力發(fā)電機通過風光互補控制器與蓄電池連接。風力發(fā)電系統(tǒng)的工作過程是，當風力達到并穩(wěn)定在一定的風速時，風力發(fā)電機將風能持續(xù)不斷地轉(zhuǎn)換為交流電能。在有陽光充足照射的情況下，光伏太陽能電池板，將太陽能直接轉(zhuǎn)換成直流形式的電能。風能和光能轉(zhuǎn)化的電能在控制器的配合下同時向蓄電池充電。蓄電池起著儲存和調(diào)節(jié)電能的作用，在環(huán)境改變時，維持電量的恒定。
[0021]優(yōu)選地，本申請的風速傳感器的風杯的轉(zhuǎn)輪下面將直接連接到風力發(fā)電機的低速齒輪上，通過帶動與低速齒輪嚙合的高速齒輪，并驅(qū)動與高速齒輪連接的發(fā)電機軸，帶動帶動發(fā)電機發(fā)電。
[0022]本申請的信號傳輸單元為基于GPRS無線傳輸技術(shù)的無線信號傳輸單元。無線傳輸方式的使用，避免了鋪設(shè)傳輸信號線，不僅簡化了線路結(jié)構(gòu)，而且節(jié)省了成本。
[0023]風速傳感器和風速分析儀之間設(shè)置有光電轉(zhuǎn)換模塊，風速傳感器、光電轉(zhuǎn)換模塊和風速分析儀直接通過光纖通信；光纖通信方式的使用最大限度的降低電磁干擾。
[0024]優(yōu)選地，本申請的太陽能電池板固設(shè)在防護柜臺外側(cè)，風光互補控制器和蓄電池安裝在所述防護柜臺內(nèi)部。
[0025]經(jīng)過統(tǒng)計風速監(jiān)測系統(tǒng)各使用設(shè)備總功耗為8W、采用12VDC供電方式，根據(jù)每日所需工作時間為5小時計算，因此所設(shè)計太陽能供電模塊太陽能電池板為25W、鋰電池為12V/25AH。
[0026]上面所述只是為了說明本實用新型，應(yīng)該理解為本實用新型并不局限于以上實施例，符合本實用新型思想的各種變通形式均在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種風光互補自供電式光纖光柵風速儀，其特征在于，所述風速儀包括風速傳感器、風速分析儀、供電單元和信號傳輸單元；其中， 所述風速傳感器為光纖光柵式風速傳感器，用于監(jiān)測風速，并將監(jiān)測結(jié)果發(fā)送至所述風速分析儀； 所述風速分析儀用于接收所述風速傳感器的監(jiān)測結(jié)果，并根據(jù)所述監(jiān)測結(jié)果分析風速，然后將分析出的風速結(jié)果通過所述信號傳輸單元發(fā)送至接收終端； 所述供電單元包括太陽能電池板和風力發(fā)電機；所述風力發(fā)電機與所述風速傳感器的風杯的轉(zhuǎn)輪連接，供電單元用于為所述風速儀提供工作所需的能量。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風光互補自供電式光纖光柵風速儀，其特征在于，所述供電單元還包括風光互補控制器和蓄電池；所述太陽能電池板和風力發(fā)電機通過所述風光互補控制器與所述蓄電池連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風光互補自供電式光纖光柵風速儀，其特征在于，所述信號傳輸單元為基于GPRS無線傳輸技術(shù)的無線信號傳輸單元。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風光互補自供電式光纖光柵風速儀，其特征在于，所述風速傳感器和風速分析儀之間設(shè)置有光電轉(zhuǎn)換模塊，所述風速傳感器、光電轉(zhuǎn)換模塊和風速分析儀直接通過光纖通信。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的風光互補自供電式光纖光柵風速儀，其特征在于，所述太陽能電池板固設(shè)在防護柜臺外側(cè)，所述風光互補控制器和蓄電池安裝在所述防護柜臺內(nèi)部。
【專利摘要】本實用新型公開了一種風光互補自供電式光纖光柵風速儀，該風速儀包括風速傳感器、風速分析儀、供電單元和信號傳輸單元；其中，風速傳感器為光纖光柵式風速傳感器，用于監(jiān)測風速，并將監(jiān)測結(jié)果發(fā)送至風速分析儀；風速分析根據(jù)監(jiān)測結(jié)果分析風速，然后將分析出的風速結(jié)果通過信號傳輸單元發(fā)送至接收終端；供電單元包括太陽能電池板和風力發(fā)電機；風力發(fā)電機與風速傳感器的風杯的轉(zhuǎn)輪連接。本申請的風速儀利用太陽能及風速傳感器為風速儀供電,無需額外布設(shè)電線；且通過無線的方式傳輸風速檢測結(jié)果，節(jié)省傳輸線路鋪設(shè)的同時降低了費用；此外，本申請的風速傳感器選用光纖光柵式風速傳感器，最大限度的降低了電磁干擾。
【IPC分類】G01P5/26, G01P1/00
【公開號】CN205080155
【申請?zhí)枴緾N201520784958
【發(fā)明人】朱明 , 王啟明, 王曉林, 王勇, 廖恒
【申請人】中國科學院國家天文臺
【公開日】2016年3月9日
【申請日】2015年10月12日