一种风速测量装置制造方法及图纸

一种应用于风速测量领域的装置，包括电源装置、风速感应装置、单片机、终端显示装置，风速感应装置包括霍尔传感器，该装置还包括调频发射机和调频接收机，电源分别与风速感应装置和调频发射机相连，风速感应装置与调频发射机，将风速感应信号传输至调频发射机进行调频发射，调频接收机与单片机相连，单片机处理调频接收机接收到的调频信号，单片机与终端显示装置相连，终端显示装置显示经过处理的风速数值。本实用新型专利技术的测量装置结构操作简单，性能优越，精度高，抗干扰能力强，适合在偏远以及极端环境中长期使用。该装置还可以用于诸如船舶、机场、港口、建筑塔吊作业、水文和农业以及环保监测等领域的流体速度测量。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种应用于速度测量领域的装置，尤其是一种应用于风速测量的装置，该装置可以广泛应用于自然风的测量，特别是偏远地区风速测量领域。除此之外，该装置还可以用于诸如船舶、机场、港口、建筑塔吊作业、水文和农业以及环保监测等领域的水流、热气流、烟闺的尘土等多种流体速度测量。
技术介绍
目前风速的测量主要可以分为传统的测量装置和数字测量装置。传统的测量装置有热线风速仪，皮托管等。这些测量装置各自都存在优、缺点，如热线风速仪可测微风量，脉动速度等，但是热线的机械强度低，承受的电流较小，不适于在液体或带有颗粒的气流中工作。皮托管风速表用测压管来测量风压并利用风向标对准风的来向，这是一种相对简单的仪器，但它具有风压与风速之间的非线性关系的缺点，就很不利于求取平均值。传统的气体流速测量方法的共同之处就是手动操作，人工读数，所以不可避免的存在操作上的误差，读数容易受到人为因素的影响的缺点。更主要的是传统的测量方法不易实现气体流速检测的数字化以及自动控制，目前国内技术生产的气象站风杯测速仪采用的传感器是光电二极管，由于传感器的原因有时接收不到信号而产生误差。随着传感器技术，自动化技术的发展，国外的气体流速测量方法发生了巨大的变化。与传统的测量法相比，国外气体流速测量方法呈现出如下主要特点 —、测量方法多种多样。国外气体流速测量仪器的测量原理有光学，力学，电子，气体密度，等多种类型。通过测量光线、声波、射线特性等与气体流速相关的物理量，实现气体流速的间接测量。 二、功能齐全，自动化水平非常高价格也非常昂贵。国外的气体流速产品都附带其它功能，测量精度更高一些的产品如德国的公司的某型号台式测风仪还内置恒温器自动清洗装置等。在线测风仪如英国某公司的7845、7846型气体流速仪具有数据通信功能，可将气体流速值实时的传送给主控设备，从而实现生产过程自动化，但仪器价格也非常昂贵 而且现在的风速测量装置大多是采用有线传输的方式实现数据的采集，现在比较流行的小型自动气象站开始采用了无线传输，但是需要GPRS移动通信网络的支持，不仅需要支付给移动公司一定的费用而且还必须要有移动网络的覆盖，这在偏远地区是难以做到的。
技术实现思路
本技术的目的在于针对现有风速测量装置的不足，提供一种新的风速测量装置，以达到风速测量的高度自动化和精确测量的目的。 按照本技术，上述技术问题是通过下述技术方案来实现的 —种风速测量装置，包括电源装置、风速感应装置、单片机、终端显示装置，其特征在于风速感应装置包括霍尔传感器，该装置还包括调频发射机和调频接收机，电源装置分别与风速感应装置和调频发射机相连，风速感应装置与调频发射机相连，将风速感应信号传输至调频发射机进行调频发射，调频接收机与单片机相连，单片机处理调频接收机接收到的调频信号，单片机与终端显示装置相连，终端显示装置显示经过处理的风速数值。 作为该装置进一步的实施方式，风速感应装置的霍尔传感器包括霍尔开关和磁钢，其中磁钢至少为2个，呈等间距角安装在风杯的转轴上，霍尔开关与磁钢相对的安装在轴承支架上。这样能够使测量的风速精确度大大提高。 作为该装置进一步的实施方式，终端显示装置为计算机显示终端。 作为该装置进一步的实施方式，电源包括微型风力发电机、太阳能电池板和蓄电池，风力发电机和太阳能电池板均与蓄电池相连，进行风光互补发电。 作为该装置进一步的实施方式，单片机包括初始化模块，脉冲累计模块，频率测量模块、速度计算模块、速度显示模块、数据转BCD码模块，E2PR0M数据读出模块，终端服务模块，E2PR0M数据存储模块，初始化模块对程序进行初始化；脉冲累计模块将采样到的脉冲进行累加；频率测量模块负责将由单片机I/O 口输入的脉冲信号进行采集；速度计算模块负责将频率测量模块采集的脉冲数结合包括风杯的半径、经历的时间、磁钢的数量、霍尔传感器的数量参数实时计算出风速；速度显示模块负责将计算出来的风速通过传输至计算机进行显示；速度计算模块从E2PR0M数据读出模块中把预存的程序和数据读取到自己的模块中运行；终端服务模块为频率测量模块的稳定运行以及各项需求提供保障；E2PR0M数据存储模块存储由速度计算模块所得的数据；数据转BCD码模块将显示数据转换成BCD码段，经串口传送至终端显示装置以显示所测的速度。 作为该装置进一步的实施方式，调频接收机与信号整形电路相连，信号整形电路再与隔离电路相连，信号整形电路使用高低频扼流圈进行整形，隔离电路通过光电耦合器进行信号隔离，使得调频接收机接收的信号在通过I/O 口输入单片机前进行整形隔离处理，滤去杂糅信号，保留脉冲信号。 通过实施本技术所描述的风速测量装置及其风速测量方法，解决了目前气象台的三杯测速仪光电传感器故障频发和有时接收不到信号而产生误差的弊病，风速测量更加精确，使用范围更加广阔。另外，由于信号采集及发射端采用的是风力和太阳能供电，所以可以在偏远及恶劣条件地区长期采集风速信息，自动发回接收端进行处理，从而大大的扩展了使用的范围。本技术的测量装置结构简单，性能优越，精度高，抗干扰能力强，适合在偏远以及极端环境中长期使用。附图说明图1为本技术总体组成结构示意图；图2为本技术风速感应装置结构示意图；图3为本技术调频发射机电路原理图；图4为本技术调频接收机电路原理图；图5为本技术单片机电路部分示意图；图6为本技术程序流程图；图7为本技术单片机部分系统组成框图；其中1-太阳能电池板，2-微型风力发电机，3-蓄电池，4-调频发射机，5-风速感4应装置，6-调频接收机，7-单片机，8-终端显示装置，9-电源装置，51-转轴，52-轴承支架，53-手柄，54-磁钢，55-霍尔开关，56-风杯，71-初始化模块，72-脉冲累计模块，73-频率测量模块，74-速度计算模块，75-速度显示模块，76-数据转BCD码模块，77-E2PR0M数据读出模块，78-终端服务模块，79-E2PR0M数据存储模块。具体实施方式 附图给出了本技术的具体实施例，下面将通过附图和实施例对本技术作进一步的描述。作为该风速测量装置的一种较佳实施方式，如图l所示的一种风速测量装置，包括风速感应装置5、单片机7、终端显示装置8、电源装置9，其特征在于风速感应装置5包括霍尔传感器，该装置还包括调频发射机4和调频接收机6，电源装置9分别与风速感应装置5和调频发射机4相连，风速感应装置5与调频发射机4相连，将风速感应信号传输至调频发射机进行调频发射，调频接收机与单片机7相连，单片机处理调频接收机6接收到的调频信号，单片机7与终端显示装置8相连，终端显示装置显示经过单片机处理的风速数值。 另一种实施方式在前种实施方式的基础之上，风速感应装置的霍尔传感器包括霍尔开关和磁钢，其中磁钢至少为2个，呈等间距角安装在风杯的转轴上，霍尔开关与其相对的安装在轴承支架上。风速感应装置包括风杯56、霍尔开关55、磁钢54、转轴51、轴承支架52等，如图2所示的风速感应装置是将20mm*50mm*2mm的铁片弯成U型，并在两头打上孔，将直径为5mm的转轴套上两个滚珠轴承。并将滚珠轴承外轮固定在铁片的预留孔上。将三个风杯依次焊接到转轴上并使其之间互为120°角。在转轴的一端固本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风速测量装置，包括风速感应装置（５）、单片机（７）、终端显示装置（８）、电源装置（９），其特征在于：风速感应装置（５）包括霍尔传感器，该装置还包括调频发射机（４）和调频接收机（６），电源装置（９）分别与风速感应装置（５）和调频发射机（４）相连，风速感应装置（５）与调频发射机（４）相连，将风速感应信号传输至调频发射机进行调频发射，调频接收机与单片机（７）相连，单片机处理调频接收机（６）接收到的调频信号，单片机（７）与终端显示装置（８）相连，终端显示装置显示经过单片机处理的风速数值。

【技术特征摘要】
一种风速测量装置，包括风速感应装置(5)、单片机(7)、终端显示装置(8)、电源装置(9)，其特征在于风速感应装置(5)包括霍尔传感器，该装置还包括调频发射机(4)和调频接收机(6)，电源装置(9)分别与风速感应装置(5)和调频发射机(4)相连，风速感应装置(5)与调频发射机(4)相连，将风速感应信号传输至调频发射机进行调频发射，调频接收机与单片机(7)相连，单片机处理调频接收机(6)接收到的调频信号，单片机(7)与终端显示装置(8)相连，终端显示装置显示经过单片机处理的风速数值。2. 根据权利要求l所述的一种风速测量装置，其特征在于所述风速感应装置(5)的 霍尔传感器包括霍尔开关(55)和磁钢(54)，其中磁钢至少为2个，呈等间距角安装在风杯 (56)的转轴(51)上，霍尔开关与磁钢(54)相对的安装在轴承支架(52)上。3. 根据权利要求1或权利要求2所述的一种风速测量装置，其特征在于所述终端显 示装置(8)为计算机显示终端。4. 根据权利要求3所述的一种风速测量装置，其特征在于所述电源装置(9)包括微 型风力发电机(2)、太阳能电池板(1)和蓄电池(3)，微型风力发电机和太阳能电池板均与 蓄电池相连，进行风光互补发电。5. 根据权利要求4所述的一种风速测量装置，其特征在于单片机(7)包括初始化模 块(71)，脉冲累计模块(72)，频率测量模块(73)、速度计算模...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡珂玮，
申请(专利权)人：胡珂玮，
类型：实用新型
国别省市：43[中国|湖南]