[發明專利]一種實時測量風速的方法及裝置

無效

• 申請號: 200910082094.0
• 申請日: 2009-04-22
• 公開（公告）號: CN101871947A
• 公開（公告）日: 2010-10-27
• 發明（設計）人: 翟學兵;路英杰;彭勃;朱麗春;高龍;張志偉
• 申請（專利權）人: 中國科學院國家天文臺
• 主分類號: G01P5/00
• 分類號: G01P5/00;G01P5/02
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 梁愛榮

技術領域

本發明涉及風速測量技術領域，涉及一種實時測量風速的方法及裝置。

背景技術

隨著先進制造和自動化控制技術的不斷發展，精密測量技術也有了很大的提高，相應的各種測量設備也不斷的更新換代，現代風速測量設備、技術也是多種多樣。針對一些長期進行的野外精密工作來說，環境比較惡劣，對風速測量的要求比較高，有很多情況需要風速測量具有實時性，并且這些測量數據共享性要好，這就給滿足這些需求的風速測量提出了以下幾項要求：

1.野外風速采集部分要簡單、耐用、安全，可以長期在各種不同的環境下工作。

2.風速測量具有實時性。

3.風速值共享性要好，能夠方便、安全地傳輸給其他需求用戶。

現有市場擁有的可以長期進行野外風速采集，且比較經久耐用的測量產品總結起來大體為兩類：一是風杯風向測量儀，此類產品大都比較經久耐用，但是風速測量數據采樣率低，不具有實時性，且風速數據與需求用戶實時共享能力差；二是小型的綜合氣象站，此類產品的測量參數眾多，風速測量數據采樣也不具有實時性，而且長期暴露在野外，容易被干擾損壞，比如雷電。這種綜合氣象站參數比較多，價格昂貴。

發明內容

針對上述現有技術問題，為了滿足對風速測量的技術要求，本發明目的是提出一種能夠實時的測量風速值，并且將這些值通過網絡實時地傳輸給其他多臺有風速需要的用戶計算機，它成本低，可以長期在戶外各種條件下可靠工作，易于維護的實時測量風速的方法。

為了達成所述目的，本發明的一方面是提出一種實時測量風速裝置，其包含有：

風速傳感器，采集風速信息，輸出風速脈沖信號；

采集卡與風速傳感器連接，采集卡通過信號線接收風速脈沖信號，將風速脈沖信號轉換為風速數字信號，同時采集卡還接收采集卡復位模塊發送來的復位設置參數；

計算機與采集卡連接，接收風速數字信號，計算機對風速數字信號進行計算處理得到風速值；

用戶計算機與計算機連接，用戶計算機通過網絡接收風速值；

所述計算機含有：

定時模塊與采集卡連接，接收風速數字信號，并輸出時間控制信號；

采集風信息及風速計算模塊分別與采集卡和定時模塊連接，負責采集風速數字信號和定時模塊的時間控制信號，使采集風信息及風速計算模塊在時間控制信號內定時的計算處理風速數字信號，并輸出風速值；

操作參數判斷模塊與采集風信息及風速計算模塊連接，操作參數判斷模塊接收風速值，并根據用戶需求生成具有操作標志風速值；

風速值記錄保存模塊與操作參數判斷模塊連接，風速值記錄保存模塊接收具有操作標志風速值，將所述具有操作標志風速值記錄保存為帶有系統時間信息的風速值；

發送風速值模塊與操作參數判斷模塊連接，發送風速值模塊接收具有操作標志風速值，并將接收到的風速值數據通過網絡在線實時地輸出給用戶計算機；

采集卡復位模塊與采集風信息及風速計算模塊連接，采集卡復位模塊接收風速值，在接收到風速值后對采集卡進行復位設置，并將復位設置參數輸出給采集卡，為下一次采集信號以及計算風速值做準備。

優選地，所述采集卡是PCI-8554采集卡，由各自的獨立計數器和級聯計數器組成；所述獨立計數器接收某一頻率的風速脈沖信號WT和開關控制信號S，并在某段時間內將風速脈沖信號WT生成并輸出風速脈沖數OUT1；所述級聯計數器接收系統時鐘信號T1和開關信號VCC，生成并輸出具有標準時鐘信號的脈沖數OUT2。

優選地，所述級聯計數器由第一計數器與第二計數器默認級聯組成，所述第一計數器設置為分頻器模式，第一計數器將接收系統時鐘信號T1和開關信號VCC，系統時鐘信號T1經過分頻處理后，生成標準時鐘信號BT；第二計數器的輸入端與第一計數器的輸出端連接，第二計數器將接收開關信號VCC和標準時鐘信號BT，在某段時間內生成具有標準時鐘的脈沖數OUT2。

優選地，所述采集風信息及風速計算模塊接收獨立計數器在某段時間內的風速脈沖數OUT1、級聯計數器在該段時間內標準時鐘的脈沖數OUT2和定時模塊的時間控制信號，計算出風速脈沖的頻率，然后根據風速傳感器的標準風速脈沖頻率f_s與標準風速值v_s的對照關系進行線性計算得到實測風速值v_w，最后通過安全的網絡傳輸給需要風速信息的用戶計算機。

為了達成所述目的，本發明的另一方面是提出一種實時測量風速的方法，實現步驟如下：