[实用新型]一种便携六面体热式空间风矢测量装置

说明书

本实用新型提供一种便携六面体热式空间风矢测量装置，包括正方体结构、风速测量伸缩杆、可拆卸式支座，正方体结构上有六根可伸缩测量杆，可伸缩测量杆有六根，顶部的测量末端内含有热线式风速传感器，所述可拆卸式支座包括夹持式和底座式，以适用于不同的工作环境。本实用新型通过仿真拟合确定与实际风矢测点风速之间的映射关系，进而将测点风速进行矢量合成得到实际风矢。利用实验拟合确定实际风矢与测点风矢映射关系，本实用新型具备较高测量精度，同时能够保证测量速度和测量广度，本装置的立方体收纳结构、可拆卸设计以及伸缩杆折叠设计使其具有较高的便携性，本装置的组件化设计为装置提高了其在极端环境下工作的稳定性。

技术领域

本实用新型属于环境气象测量仪器技术领域，具体涉及一种便携六面体热式空间风矢测量装置。

技术背景

风速、风向是反映环境气象信息的重要参数，对环境监测、空气调节和工农业的生产有重要影响，室内通风状况直接影响居民生活的安全性和舒适性，风环境的设计是现代建筑设计的一项重要内容。此外，新能源的发展已成为现如今社会解决能源危机的必由之路，而风能是新型能源中最容易被人类利用和开发的能源之一，如何做到自然风资源利用的最大化，已成为世界上一个公认的难题。因此快速准确地测量出风矢大小和方向从而实现对风环境的监测以及对风资源更加高效地利用，具有重要的实际意义。

现有技术中，较多的风矢测量装置有风杯与风标式组成一体式风矢测量仪器，基于超声波时差原理的风矢传感器，以及基于压力传感器的风矢测量仪器等。风杯与风标式的传感器因为需要机械转动，容易受摩擦力及外界不良环境的干扰，无法在冰冻等极端环境进行测量，测量环境要求比较严苛，同时测量精度也得不到有效保证。超声波形式的传感器灵敏度较高，测量速度快，但如果风速不是水平方向，由于重力的存在，空气的涡流及狭窄通道所带来的影响，可能会导致测量误差增大。压变风速传感器存在多种结构，比如扭力式、弹簧式，转轴式等，这些测量形式由于存在较多的弹性结构系统，在野外使用时会因为气流不稳定而发生涡振，地面传导的各种震动也会因为弹性结构的存在而被放大，从而降低了系统的抗干扰能力与测量精确度，特别是高风速条件下所产生的剧烈振动可能会极大地影响测量结果，甚至会给传感器造成不可逆的损坏。

CN 203224508 U提供一种三维风速风向测量系统，但是该技术存在以下缺点：装置的结构紧密程度不够，长期使用会导致测点发生偏移，从而影响测量的精度；装置无法在强风条件下工作，由于装置整体结构比较松散，较大风速会使得装置的测点发生偏移，无法测得实际XYZ方向的压差，从而无法得到正确的实际风矢；装置受到测点结构及安装位置的影响，受风时测得的风矢分量与实际分量存在偏差，需要进行修正才能合成得到实际风矢；装置采用皮托管进行压差测量的原理换算得到风速，由于皮托管的灵敏度较低，故无法测量微风环境下的风矢。

CN 110031650 A公开了一种热温差型风速风向测量装置及方法，但是该技术存在以下缺点：由于结构限制，只能测量二维风矢，无法测量三维风矢(垂直分量)；装置利用主动测温，环境温度会对其测量结果造成较大影响，即使在相同风速条件下，测量结果也会随着温度变化而产生较大的波动，存在较为明显测量误差。

CN206756870U提供一种球形三维多功能风速测量仪，但是该技术存在以下缺点：装置采用压力传感器阵列测量，小车移动以及大风速条件下造成的振动对压力传感器测量精度会造成较大影响；装置底部遮挡区域过大，对实际风场分布会造成较大的影响；装置便携度不够高，不易存放，保护。装置部件损坏更换成本高。

CN 203350271 U提供一种三维风速仪，但是该技术存在以下缺点：叶片转动测量风速，由于机械转动，会造成较大误差；叶片的转速和风速的映射关系随着叶片转速大小发生变化，三个风速的简单合成得到实际风矢会造成较大误差；装置正向和逆向测量由于结构的遮蔽，无法完全对称，反向测量时测量结果需要进行修正。

实用新型内容

本实用新型提供一种风速风向测量装置，以克服上述装置存在的问题。

具体的技术方案为：