[实用新型]基于POE技术的超声波风速风向仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种超声波风速风向仪，特别是一种可实现三维空间内风速风向测量的基于POE(Power over Ethernet，以太网供电或网线供电)技术的超声波风速风向仪。它摒弃了传统的以机械传动感知风向风速、复杂的数据传输和供电方式。

背景技术

目前，现有的风速、风向仪主要有机械传动风速风向仪，如公告号为CN2708333Y记载的“风向风速仪”、热敏式风速仪，如公告号为CN86205994U记载的“微风速仪”和超声波风速风向仪，如专利公开号为CN101236213A记载的“超声波风速仪及运用超声波测量风速和风向的方法”等。其中，机械式风速风向测试设备一般采用机械传动形式感测环境参数，机械设备的长期应用存在精度和使用寿命降低的问题，且需定期频繁的维护；热敏式风速仪受环境温度影响较大，适合测试低速风；虽然现有的超声波风速风向仪的应用可以避免上述问题的存在，延长设备使用寿命，减少设备的维护次数，但是环境参数监测中使用的气象站，根据其测量需要通常安置在与监控中心具有一定距离的位置上，该设计的供电和数据通讯方式受到通讯距离长度等因素的限制，需要另外铺设设备供电线缆。另外，在超声波风速仪安装过程中，需要进行精确的方向定位，在测试结果校准过程需要多次对超声波风速仪的安装角度进行微调，这种基座和支撑导柱固定连接的结构，就需要预先反复的调整超声波风速仪的装置，不仅操作误差较大，又费工、费时。

POE技术是一项使用LAN(Local Area Network，局域网)接口来同时传输电源和数据的成熟技术，允许在现有的五类线、超五类线和六类线网络上安全可靠地传输功率高达15W的48V电源，特别适合于通信方面的应用。但迄今为止还未发现基于POE技术感知风向风速的测量仪。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于POE技术的超声波风速风向仪，其解决了现有技术中存在的通讯和供电距离长而引起的线路复杂和通讯信号衰减等问题，将采集风速和风向以及供电和通讯共用以太网线路，结构设计合理，安装、调试、维护操作比较简便、调整容易，省工、省时，可实现长距离安装及通讯的三维空间的风速和风向测量，为远程监测设备提供全新的供电方式，有效地降低了安装工艺的复杂程度，并提高了测量精度。

本实用新型所采用的技术方案是：基于POE技术的超声波风速风向仪包括基座、组装其上的支撑导柱、利用支撑臂连接在支撑导柱上部的超声波传感器、固定在基座内的控制电路板及其超声波控制回路，其技术要点是：所述超声波传感器采用三个具有发送和接收功能的超声波探头，所述超声波控制回路中的数据通讯单元的主控MCU的方波输出端口分别通过驱动变压器、选通开关连接风速风向数据采集单元的所述超声波探头，以太网接口芯片利用RJ45插座连接供电单元的POE电源控制器芯片，所述以太网接口芯片与所述主控MCU的并行数据接口相连，并通过局域网通信和供电，所述POE电源控制器芯片工作电源端连接备用电池，用于连接所述风速风向数据采集单元的超声波探头的所述支撑导柱采用旋转调节支撑导柱，所述基座与所述旋转调节支撑导柱活动连接，并以所述基座上的锁紧旋钮对所述旋转调节支撑导柱进行固定。

所述与基座活动连接的旋转调节支撑导柱的转动角度由导柱上的指针及其所对应的基座的刻度盘上的起始刻度来显示。

所述超声波传感器采用的三个具有发送和接收功能的超声波探头，分别通过旋转调节支撑导柱内腔的连接导线与所述控制电路板相连接，且使所述探头的发送和接收点在同一水平面上，彼此间相隔120度。

所述主控MCU实时产生的方形脉冲信号经由所述选通开关轮流触发三个超声波探头中的一个作为超声波发送传感器，其它两个作为超声波接收传感器。

本实用新型具有的优点及积极效果是：由于该超声波风速风向仪采用成熟的POE技术，超声波控制回路中的数据通讯单元的以太网接口芯片利用RJ45插座连接供电单元的POE电源控制器芯片，以太网接口芯片与主控MCU的并行数据接口相连，并通过局域网通信和供电，将采集风速和风向以及供电和通讯共用以太网线路，其结构设计合理，所以解决了现有技术中存在的通讯和供电距离长而引起的线路复杂和通讯信号衰减等问题，提高了测量精度，节省了管线铺设的费用和工时。这既为远程监测设备提供了全新的供电方式，也实现了长距离安装及通讯的三维空间的风速和风向测量。因其支撑导柱采用旋转调节支撑导柱，基座与旋转调节支撑导柱活动连接，在基座固定的条件下可以进行安装角度的调整，故安装、调试、维护的操作较简便、快捷，避免了人工调节安装角度而引起的操作和测量误差。

附图说明