风参数测量装置、方法和系统制造方法及图纸

本发明专利技术的实施例提供了一种风参数测量装置、方法和系统，涉及测量技术领域。风参数测量装置通过第一温度检测单元实时采集环境温度信息及测量主体的测量温度信息，并将测量温度信息及环境温度信息传输至可调放大单元；主控模块向可调放大单元发送放大倍数选择指令；可调放大单元根据放大倍数选择指令确定放大倍数，并将测量温度信息与环境温度信息的温度差值按照放大倍数进行放大得到放大温度差值；主控模块当放大温度差值在预设量程范围内时，根据放大温度差值获得实时风速。本发明专利技术的实施例提供的风参数测量装置能够调节风速的测量量程，进而实现更高的精度和更宽的量程。

【技术实现步骤摘要】
风参数测量装置、方法和系统
本专利技术涉及测量
，具体而言，涉及一种风参数测量装置、方法和系统。
技术介绍
随着时代的发展，风速测量广泛应用于科学实验和工业生产之中，特别在气象领域，高精度风速测量更是有着不可忽视的作用。目前，风速测量方法主要采用传统的风杯和风向标结构、超声波测风仪和热敏风速计等。由于热敏风速计具有体积小、价格低、产品一致性好和安装方便等优点，热敏风速计得到越来越广泛的应用。但是现目前采用的热敏风速计只有一固定的量程范围，使得热敏风速计的测量范围有限，且测量精度也不是很高。
技术实现思路
本专利技术的目的包括，例如，提供了一种风参数测量装置、方法和系统，其能够调节风速的测量量程，进而实现更高的精度和更宽的量程。本专利技术的实施例可以这样实现：第一方面，实施例提供一种风参数测量装置，用于安装在测量主体上，所述风参数测量装置包括主控模块、第一加热模块及风速测量模块，所述风速测量模块包括第一温度检测单元和可调放大单元，所述主控模块与所述可调放大单元电连接，所述第一温度检测单元分别与所述可调放大单元和所述第一加热模块电连接，所述第一加热模块用于对所述测量主体进行加热，以使得所述测量主体的温度与环境温度不同；所述第一温度检测单元用于实时采集环境温度信息及所述测量主体的测量温度信息，并将所述测量温度信息及所述环境温度信息传输至所述可调放大单元；所述主控模块用于向所述可调放大单元发送放大倍数选择指令；所述可调放大单元用于根据所述放大倍数选择指令确定放大倍数，并将所述测量温度信息与所述环境温度信息的温度差值按照所述放大倍数进行放大得到放大温度差值；所述主控模块用于当所述放大温度差值在预设量程范围内时，根据所述放大温度差值获得实时风速。第二方面，实施例提供一种风参数测量方法，应用于风参数测量装置，所述风参数测量装置用于安装在测量主体上，所述风参数测量装置包括主控模块、第一加热模块及风速测量模块，所述风速测量模块包括第一温度检测单元和可调放大单元，所述主控模块与所述可调放大单元电连接，所述第一温度检测单元分别与所述可调放大单元和所述第一加热模块电连接，所述第一加热模块用于对所述测量主体进行加热，以使得所述测量主体的温度与环境温度不同；所述第一温度检测单元实时采集环境温度信息及所述测量主体的测量温度信息；所述主控模块向所述可调放大单元发送放大倍数选择指令；所述可调放大单元根据所述放大倍数选择指令确定放大倍数，并将所述测量温度信息与所述环境温度信息的温度差值按照所述放大倍数进行放大得到放大温度差值；当所述放大温度差值在预设量程范围内时，所述主控模块根据所述放大温度差值获得实时风速。第三方面，实施例提供一种风参数测量系统，包括测量主体和前述实施方式任意一项所述的风参数测量装置，所述风参数测量装置安装在所述测量主体上。本专利技术实施例的有益效果包括，例如：通过主控模块向可调放大单元发送放大倍数选择指令，使得可调放大单元根据放大倍数选择指令确定放大倍数，并将测量温度信息与环境温度信息的温度差值按照放大倍数进行放大得到放大温度差值，当放大温度差值在预设量程范围内时，主控模块根据放大温度差值获得实时风速。如此，工作人员在进行风速测量时，可以根据地理位置、季节等因素或经验值设置可调放大单元的放大倍数。当该地理位置近期的风速比较低时，测量温度信息与环境温度信息的温度差值较小，为了使放大温度差值易于测量且精度更高，可以通过主控模块设置可调放大单元的放大倍数较大；当该地理位置近期的风速比较大时，测量温度信息与环境温度信息的温度差值较大，为了避免放大温度差值超过预设量程范围，可以通过主控模块设置可调放大单元的放大倍数较小。可见，通过主控模块可以对可调放大单元的放大倍数进行调节，使得风参数测量装置的测量范围并不固定，可以根据实际情况设置量程，进而可实现更高的精度和更宽的量程。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术实施例提供的风参数测量系统的一种应用环境示意图；图2为本专利技术实施例提供的风参数测量系统的一种结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的风参数测量装置的一种结构框图；图4为本专利技术实施例提供的风参数测量装置的另一种结构框图；图5为本专利技术实施例提供的风参数测量装置的风速测量模块的一种电路原理图；图6为本专利技术实施例提供的风参数测量装置的第一加热模块和第二加热模块的一种电路原理图；图7为本专利技术实施例提供的风参数测量装置的风向测量模块的一种电路原理图；图8为本专利技术实施例提供的风参数测量装置的风向校准模块的一种电路原理图；图9为本专利技术实施例提供的风参数测量装置的通信模块的一种电路原理图；图10为本专利技术实施例提供的风参数测量装置的电源的一种电路原理图；图11为本专利技术实施例提供的风参数测量装置的主控模块的一种电路原理图；图12为本专利技术实施例提供的风参数测量方法的一种流程示意图；图13为本专利技术实施例提供的风参数测量方法的另一种流程示意图；图14为本专利技术实施例提供的风参数测量方法的又一种流程示意图。图标：1-风参数测量系统；2-主机；3-太阳能供电设备；10-风参数测量装置；11-主控模块；12-第一加热模块；121-第一开关电路；122-第一加热电阻组；13-风速测量模块；131-第一温度检测单元；132-可调放大单元；14-第二加热模块；141-第二开关电路；142-第二加热电阻组；15-风向测量模块；151-第一风向测量单元；152-第二风向测量单元；153-第二温度检测电路；154-第一放大电路；155-第三温度检测电路；156-第二放大电路；157-第一反相衰减电路；158-第二反相衰减电路；16-风向校准模块；17-通信模块；18-电源；181-第一转换单元；182-第二转换单元；183-第三转换单元；184-第四转换单元；185-第五转换单元；20-测量主体；21-测量探头；22-防护罩；23-安装座；r-通道电阻；RH-恒温差电阻；R1-第一电阻；R2-第二电阻；R3-第三电阻；R4-第四电阻；R5-第五电阻；R6-第六电阻；R7-第七电阻；R8-第八电阻；R9-第九电阻；R10-第十电阻；R11-第十一电阻；R12-第十二电阻；R13-第十三电阻；R14-第十四电阻；R15-第十五电阻；R16-第十六电阻；R18-第十八电阻；R19-第十九电阻；R20-第二十电阻；R21-第二十一电阻；R22-第二十二电阻；R23-第二十三电阻；U1-多通道数字模拟开关；U2-第一运算放大器；U3-第二运算放大器；U4-第三运算放大器；U5-第四运算放大器；U6-第五运算放大器；U7-第六运算放大器；U8-风向校准芯片；U9-通信芯片；U10-第一转换芯片本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种风参数测量装置，用于安装在测量主体上，其特征在于，所述风参数测量装置包括主控模块、第一加热模块及风速测量模块，所述风速测量模块包括第一温度检测单元和可调放大单元，所述主控模块与所述可调放大单元电连接，所述第一温度检测单元分别与所述可调放大单元和所述第一加热模块电连接，所述第一加热模块用于对所述测量主体进行加热，以使得所述测量主体的温度与环境温度不同；/n所述第一温度检测单元用于实时采集环境温度信息及所述测量主体的测量温度信息，并将所述测量温度信息及所述环境温度信息传输至所述可调放大单元；/n所述主控模块用于向所述可调放大单元发送放大倍数选择指令；/n所述可调放大单元用于根据所述放大倍数选择指令确定放大倍数，并将所述测量温度信息与所述环境温度信息的温度差值按照所述放大倍数进行放大得到放大温度差值；/n所述主控模块用于当所述放大温度差值在预设量程范围内时，根据所述放大温度差值获得实时风速。/n

【技术特征摘要】
1.一种风参数测量装置，用于安装在测量主体上，其特征在于，所述风参数测量装置包括主控模块、第一加热模块及风速测量模块，所述风速测量模块包括第一温度检测单元和可调放大单元，所述主控模块与所述可调放大单元电连接，所述第一温度检测单元分别与所述可调放大单元和所述第一加热模块电连接，所述第一加热模块用于对所述测量主体进行加热，以使得所述测量主体的温度与环境温度不同；
所述第一温度检测单元用于实时采集环境温度信息及所述测量主体的测量温度信息，并将所述测量温度信息及所述环境温度信息传输至所述可调放大单元；
所述主控模块用于向所述可调放大单元发送放大倍数选择指令；
所述可调放大单元用于根据所述放大倍数选择指令确定放大倍数，并将所述测量温度信息与所述环境温度信息的温度差值按照所述放大倍数进行放大得到放大温度差值；
所述主控模块用于当所述放大温度差值在预设量程范围内时，根据所述放大温度差值获得实时风速。


2.根据权利要求1所述的风参数测量装置，其特征在于，所述主控模块用于当所述放大温度差值不在所述预设量程范围内时，向所述可调放大单元发送新的放大倍数选择指令；
所述可调放大单元用于根据所述新的放大倍数选择指令确定新的放大倍数，并将所述测量温度信息与所述环境温度信息的温度差值按照所述新的放大倍数进行放大得到新的放大温度差值；
所述主控模块用于将所述新的放大温度差值与所述预设量程范围进行比较，若所述新的放大温度差值不在所述预设量程范围内，则重复上述步骤直至所述新的放大温度差值在所述预设量程范围内，根据最终新的放大温度差值获得实时风速。


3.根据权利要求1所述的风参数测量装置，其特征在于，所述风参数测量装置还包括至少一个第二加热模块，每个所述第二加热模块均与所述主控模块电连接；
所述主控模块用于在所述放大温度差值不在所述预设量程范围内时，对所述至少一个第二加热模块中的一个或多个第二加热模块发送控制指令，使得接收所述控制指令的第二加热模块对所述测量主体进行加热。


4.根据权利要求1所述的风参数测量装置，其特征在于，所述风参数测量装置还包括风向测量模块，所述风向测量模块与所述主控模块电连接；
所述风向测量模块用于采集所述测量主体多个方向的温度信息，并根据所述多个方向的温度信息获得第一温差值和第二温差值，将所述第一温差值和所述第二温差值发送至所述主控模块；
所述主控模块用于根据所述第一温差值和所述第二温差值得到实时风向。


5.根据权利要求4所述的风参数测量装置，其特征在于，所述风向测量模块包括第一风向测量单元和第二风向测量单元，所述第一风向测量单元和所述第二风向测量单元均与所述主控模块电连接；
所述第一风向测量单元用于采集所述测量主体两个相对方向的温度信息，并根据所述两个相对方向的温度信息获得所述第一温差值；
所述第二风向测量单元用于采集所述测量主体另外两个相对方向的温度信息，并根据所述另外两个相对方向的温度信息获得所述第二温差值。


6.根据权利要求5所述的风参数测量装置，其特征在于，所述第一风向测量单元包括第二温度检测电路和第一放大电路，所述第二风向测量单元包括第三温度检测电路和第二放大电路，所述第二温度检测电路通过所述第一放大电路与所述主控模块电连接，所述第三温度检测电路通过所述第二放大电路与所述主控模块电连接；
所述第二温度检测电路用于采集所述测量主体两个相对方向的温度信息；
所述第一放大电路用于根据所述两个相对方向的温度信息获得所述第一温差值；
所述第三温度检测电路用于采集所述测量主体另外两个相对方向的温度信息；
所述第二放大电路用于根据所述另外两个相对方向的温度信息获得所述第二温差值。


7.根据权利要求6所述的风参数测量装置，其特征在于，所述第一风向测量单元还包括第一反相衰减电路，所述第二风向测量单元还包括第二反相衰减电路，所述第一放大电路通过所述第一反相衰减电路与所述主控模块电连接，所述第二放大电路通过所述第二反相衰减电路与所述主控模块电连接；
所述第一反相衰减电路用于对所述第一温差值进行调节，得到调节后的第一温差值；
所述第二反相衰减电路用于对所述第二温差值进行调节，得到调节后的第二温差值。


8.根据权利要求1所述的风参数测量装置，其特征在于，所述可调放大单元包括多个通道电阻、第一电阻、第二电阻、多通道数字模拟开关和第一运算放大器，所述第一温度检测单元通过所述多个通道电阻与所述多通道数字模拟开关电连接，每个所述通道电阻分别与所述多通道数字模拟开关的多个输入端一一对应电连接，所述多通道数字模拟开关的第一输出端与所述第一运算放大器的同相输入端电连接，所述第一电阻的一端电连接于所述第一输出端与所述第一运算放大器的同相输入端之间，所述第一电阻的另一端接地，所述多通道数字模拟开关的第二输出端与所述第一运算放大器的反相输入端电连接，所述多通道数字模拟开关的控制端与所述主控模块电连接，所述第二电阻的一端电连接于所述第二输出端与所述第一运算放大器的反相输入端之间，所述第一运算放大器的输出端与所述主控模块电连接，所述第二电阻的另一端电连接于所述第一运算放大器的输出端与所述主控模块之间。


9.根据权利要求1所述的风参数测量装置，其特征在于，所述第一温度检测单元包括第一温度传感器、第二温...

【专利技术属性】
技术研发人员：李洪权，
申请(专利权)人：广州极飞科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44