[实用新型]一种超声波风速风向仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种风速风向仪。具体地说是一种超声波风速风向仪。

背景技术

风速风向仪是用于监测风速、风向的专用仪器，可自动记录风速与风向参数，其主要应用在工程机械（起重机、履带吊、门吊、塔吊等）、风力发电、气象等领域。

风速风向仪的种类很多，普遍采用的测定风速的仪器是风杯式风速计，它的感应部分是由三个或四个圆锥形或半球形的空杯组成。空心杯壳固定在互成120°的三叉星形支架上或互成90°的十字形支架上，杯的凹面顺着一个方向排列，整个横臂架则固定在一根垂直的旋转轴上。当风杯转动时，带动同轴的多齿截光盘或磁棒转动，通过电路得到与风杯转速成正比的脉冲信号，该脉冲信号由计数器计数，经换算后就能得出实际风速值。但上述结构的风杯式风速计，在冬季，风杯或风摆常由于结冰而卡死不能转动。

为解决上述结构存在的问题，提出了超声波风速风向仪，应用的原理就是：声音在空气中的传播速度，会和风向上的气流速度叠加，若超声波的传播方向与风向相同，它的速度会加快；反之，若超声波的传播方向与风向相反，它的速度会变慢。因此，在固定的检测条件下，超声波在空气中传播的速度可以和风速函数对应，通过计算即可得到精确的风速和风向。

如现有专利文献CN102323443A,就公开了一种“超声波风速风向仪”其包括底座，在底座的顶面上设有固定座，固定座包括上、下相对设置的上、下圆盘，四根立管的上、下端分别与上，下圆盘固定，四个超声波探头分别固定在四根立管上，下圆盘固定在底座的顶面上。上述四个超声波探头在同一平面内相互间隔90度布置，所述主控模块用于控制四个超声波探头依次循环发射或者接收超声波，并利用两对相对设置的超声波发射和接收探头，运用时差法测量沿空气传播的正反两个不同方向反射的超声波到达接收端的时差，计算出这两个方向的超声波传播速度，再根据叠加原理求出风速的大小和方向。由于没有机械转动部件，因此不存在机械磨损、阻塞等问题，同时也没有“机械惯性”，可捕捉瞬时的风速变化，不仅可测出常规风速(平均风速)，也可测得任意方向上的风速分量。

上述方案在实际测量时，超声波传播的路径即为发射探头到其对应的接收探头的直线距离。但如果超声波传播的路径过短，则有可能测算不出时间差值。因此，为了满足超声波对传输路径长度的要求，上述超声波风速风向仪的超声波发射探头和对应的超声波接收探头的间距一般不得少于100mm，使得制造出的超声波风速风向仪体积过大。

实用新型内容

为此，本实用新型所要解决的技术问题在于现有技术中的超声波风速风向仪体积过大，从而提供一种既能满足测量时对超声波路径的要求，体积又相对较小的超声波风速风向仪。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下：

本实用新型提供了一种超声波风速风向仪，包括：

发射盘，其顶部固定有超声波模块及支柱；

反射盘，固定于所述支柱的另一端上，用于反射所述超声波模块发射的超声波；

主控模块，控制所述超声波模块发射或者接收超声波，并传输数据到信号转换模块；

所述信号转换模块，将所述主控模块输出的数据进行数-模转换后输出。

本实用新型所述的超声波风速风向仪，所述超声波模块，包括位于同一圆周且相互间隔90度设置的第一超声波传感器、第二超声波传感器、第三超声波传感器以及第四超声波传感器。

本实用新型所述的超声波风速风向仪，所述反射盘中心位置成型有反射凹面；

所述第一超声波传感器发射的超声波经所述反射凹面上的第一反射点反射后被所述第三超声波传感器接收，所述第三超声波传感器发射的超声波经所述反射凹面上的第一反射点反射后被所述第一超声波传感器接收，所述第一反射点位于以所述第一超声波传感器和所述第三超声波传感器为焦点的椭圆上；

所述第二超声波传感器发射的超声波经所述反射凹面上的第二反射点反射后被所述第四超声波传感器接收，所述第四超声波传感器发射的超声波经所述反射凹面上的第二反射点反射后被所述第二超声波传感器接收，所述第二反射点位于以所述第二超声波传感器和所述第四超声波传感器为焦点的椭圆上。

本实用新型所述的超声波风速风向仪，所述第一超声波传感器与所述第三超声波传感器以及所述第一反射点组成的三角形为等腰直角三角形；

所述第二超声波传感器与所述第四超声波传感器以及所述第二反射点组成的三角形为等腰直角三角形。

本实用新型所述的超声波风速风向仪，还包括：

加热模块，其包括设置于所述反射盘上的上加热器和设置于所述发射盘上的下加热器；