[发明专利]一种测量风速和风向的装置

说明书

本发明涉及一种测量风速和风向的装置，包括显示器、探测板、弹性支撑件、位移传感器、平方根运算器、直角坐标系矢量合成器和支架，探测板固定在支架上，包括4个分离的探测板A、探测板B、探测板C和探测板D，弹性支撑件连接探测板的内侧面与支架所述位移传感器固定在探测板的内侧面与支架之间，平方根运算器的输入端与位移传感器的输出端相连，直角坐标系矢量合成器的输入端与平方根运算器的输出端相连，直角坐标系矢量合成器的输出端与显示器的输入端相连。本发明可用于多种环境的空气流动参数测量，测量过程不受环境温度与气流热传导特性影响，适用于船舶在江、河、湖、海航行全天候风速和风向连续监测。

技术领域

本发明属于检测设备领域，具体涉及一种测量气体流动速度与方向的装置。

背景技术

目前测量气体流动速度多采用散热法，其原理基于发热元件本身温度与待测气体流速的相关关系，当发热元件本身加热功率恒定时，气体流速愈高，发热元件温度愈低，通过发热元件温度变化获取气体流速信息，典型方案之一，如US4,888,987所述。

这种装置通过发热元件所在环境介质导热系数变化，测量气体流动速度，反应快，流速测量范围宽，没有运动部件，适于不含液相介质的干燥气流速度测量。当气流中含有液体介质（例如含有水）时，此类测量装置不能应用。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明的目的是提供一种测量风速和风向的装置，该装置既可测量干燥气流的速度与方向，亦可测量含液体介质气流的速度与方向。

为了实现上述目的，本发明采用了以下的技术方案：

一种测量风速和风向的装置，包括显示器、探测板、弹性支撑件、位移传感器、平方根运算器、直角坐标系矢量合成器和支架，所述探测板固定在支架上，包括4个分离的探测板A、探测板B、探测板C和探测板D，探测板B、探测板C、探测板D的外侧面法线方向与探测板A的外侧面法线方向之间夹角分别为90°±5°、180°±5°、270°±5°，所述弹性支撑件包括分别连接探测板A、探测板B、探测板C、探测板D的内侧面与支架的弹性支撑件A、弹性支撑件B、弹性支撑件C和弹性支撑件D，所述位移传感器包括分别固定在探测板A、探测板B、探测板C、探测板D的内侧面与支架之间的位移传感器A、位移传感器B、位移传感器C和位移传感器D，所述平方根运算器包括平方根运算器A、平方根运算器B、平方根运算器C和平方根运算器D，平方根运算器A、平方根运算器B、平方根运算器C、平方根运算器D的输入端分别与位移传感器A、位移传感器B、位移传感器C、位移传感器D的输出端相连，所述直角坐标系矢量合成器的4个输入端分别与平方根运算器A、平方根运算器B、平方根运算器C、平方根运算器D的输出端相连，直角坐标系矢量合成器的输出端与显示器的输入端相连。

作为优选方案：所述探测板的外侧面为平面，外侧面积在1—1000平方厘米之间，厚度在0.05—3厘米之间。

作为优选方案：探测板A、探测板B、探测板C、探测板D的外侧面中心点在同一平面上，探测板A、探测板C的外侧面平行，探测板B、探测板D的外侧面平行，探测板A、探测板B的外侧面垂直。

作为优选方案：位移传感器A、位移传感器B、位移传感器C、位移传感器D 分别为差动变压器A、差动变压器B、差动变压器C、差动变压器D。

作为优选方案：弹性支撑件A、弹性支撑件B、弹性支撑件C、弹性支撑件D为波纹管A、波纹管B、波纹管C、波纹管D，差动变压器A、差动变压器B、差动变压器C、差动变压器D分别安装在波纹管A、波纹管B、波纹管C、波纹管D的内部。

作为优选方案：探测板A、探测板B、探测板C、探测板D安装在十字形圆柱面的外罩内，构成外罩的两个相互垂直的圆柱面外罩轴线分别与测板A、探测板C和探测板B、探测板D的外侧面法线方向平行。