[实用新型]超声波测风仪

说明书

技术领域：

本实用新型涉及风速风向测量领域，具体涉及一种超声波测风仪。

背景技术：

风速仪在气象、民航、公路、农业和新能源领域都发挥着重要的作用。目前超声波式风速仪已经成为风速仪应用和发展的主流。

目前的超声波式风速风向仪主要是基于时差法和相位差法的测量原理，装置在设计中，往往需要将超声波传感器安置在与地理南北、东西相同的方向上，在用户使用时，往往需要按照预先设定的方向与地理南北、东西方向校正安装，若安装方向发生误差，则会导致测量结果发生错误。同时，现有的超声波风速仪大多采用分时原则，即一对超声波换能器轮流发送和接收信号，需要测量的次数多，并且电路结构复杂，往往由于多次测量导致测量结果有误差。

发明内容：

本实用新型的目的在于提供一种电路结构简单、安装简便、测量结果精准的超声波测风仪。

本实用新型的技术方案如下：

一种超声波测风仪包括机壳、风速风向测量模块、方向校正模块及主控制模块，

所述机壳包括上安装盒和下安装盒，上安装盒与下安装盒通过支架相连，所述下安装盒下方设有安装立柱，用于支撑固定作用；

风速风向测量模块包括一个超声波发射传感器和三个超声波接收传感器，它们分别与主控模块相连；所述方向校正模块也与主控模块相连；

所述主控制模块和方向校正模块放置在下安装盒中，三个超声波接收传感器内嵌在在下安装盒中并呈等边三角形分布，超声波发射传感器内嵌在上安装盒中，超声波发射传感器位于三个超声波接收传感器正上方，并对应位于三个超声波接收传感器形成的等边三角形的中心位置。

所述主控制模块包括CPLD/FPGA控制器、电源模块、RS485接口模块、超声波驱动电路、温度补偿模块、信号调理电路以及阈值比较电路，所述的电源模块、RS485接口模块、温度补偿模块、超声波驱动电路以及阈值比较电路均与CPLD/FPGA控制器相连接，所述电源模块还与超声波驱动电路模块连接，所述超声波发射传感器与超声波驱动电路模块连接，所述超声波接收传感器与信号调理电路连接。

方向校正模块包括一磁力传感器。超声波发射传感器与超声波接收传感器具有一定的辐射方向开角。

本实用新型具有如下有益效果：

1.本实用新型超声波测风仪采用一个超声波发射器和三个超声波接收器，使电路结构更加简单。测量过程中只通过一次发送超声波，就可以测量出风速和方向。

2.本实用新型超声波测风仪具有方向校正模块，可在设备安装时无需考虑设备安装方向的问题，在测量过程中，可实现对测量方向进行修正到预先制定的方向，简化了安装的流程，提高了测量的准确性。

3.本实用新型超声波测风仪电路设计简单、成本低，电路采用模块化设计。

4.本实用新型环境适应性强。上安装盒可以遮挡雨雪和沙尘，降低异物对风速测量的影响，同时上安装盒也可以阻止垂直方向上的风的干扰，提高了整个系统测量精度。

附图说明:

图1为超声波测风仪的结构示意图。

图2超声波测风仪的俯视结构示意图。

图3为主控制模块电路组成框图。

图4为本实用新型风速风向测量装置利用磁力传感器对所测参数进行校正，从而得出实际环境条件下的风速风向参数的方法原理示意图。

图5为本实用新型的超声波发射传感器发射驱动电路。

图6为本实用新型的超声波接收传感器信号调理电路及阈值比较电路原理图。

图7为本实用新型的方向校正模块电路原理图。

图8为温度补偿电路原理图。

图中：1-上安装盒； 21-支架；22-支架；23-支架；31-超声波接收传感器A；32-超声波接收传感器B；33-超声波接收传感器C；4-超声波发射传感器；5.下安装盒；6.安装立柱。

具体实施方式：

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行说明。

如图1、图2所示，本实用新型的超声波测风仪包括机壳、风速风向测量模块、方向校正模块及主控制模块。

机壳包括上安装盒1和下安装盒5，上安装盒1与下安装盒5通过支架3相连，下安装盒5底部连接在安装立柱6上，安装立柱用于支撑固定作用。上安装盒1与下安装盒5相对设置，并通过三根支架连接为一体。