[發明專利]一種一體式風速風向儀

有效

• 申請號: 201010295078.2
• 申請日: 2010-09-29
• 公開（公告）號: CN102435767A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 嚴琪華
• 申請（專利權）人: 南通傲邁光電科技有限公司
• 主分類號: G01P5/06
• 分類號: G01P5/06;G01P13/02
• 代理公司: 北京一格知識產權代理事務所(普通合伙) 11316
• 代理人: 趙紹增

技術領域

本發明涉及一種氣象監測儀器，特別涉及一種一體式風速風向儀。

背景技術

風速儀和風向儀是氣象監測的常用設備，專利號ZL200820093716.0公開了一種風速風向用傳感裝置，其傳感裝置包括霍爾元件和永磁元件，霍爾元件和永磁元件之一固定不動，另一個則對應設置在風速儀或風向儀的旋轉機構上隨旋轉機構轉動，其中霍爾元件與電子模塊電連接。該裝置利用純磁感應系作為風向風速的感應核心，利用霍爾元件的線性及開關特性來采集方向和風速信息，該種結構的缺點是：由于霍爾元件的線性特性對距離很敏感，角度精度與穩定性不易實現；專利號ZL200620025713.4公開了一種手持風向風速測量儀，本發明的工作原理是采用了光電轉換技術即使風向標與格雷碼盤同軸轉動，通過與格雷碼盤相對應的光電管光電轉換，生成相應的風向格雷碼電信號，同時指北磁鋼與另一個格雷碼盤同軸轉動，通過與這個格雷碼盤相對應的光電管光電轉換，產生相應的磁向格雷碼電信號，將兩組格雷碼電信號同時輸入譯碼器，根據已寫入譯碼器中的輸入輸出對照表，進行譯碼，并輸出真風向信號，驅動相應發光二極管發光，直觀顯示出風向方位。由于格雷碼盤特性與結構的限制，造成了體積與精度的矛盾。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種精確度高的一體式風速風向儀。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案為：一種一體式風速風向儀，包括殼體、風杯軸、風杯、風標軸、風標和控制芯片，控制芯片用于將接受的電信號轉換成風速、風向數據；其創新點在于：所述殼體下部垂直設置一可轉動的風杯軸，該風杯軸上端固定一風杯轉盤，風杯轉盤上開有一從盤體延伸至圓周上的槽，風杯軸下端伸出殼體下部與風杯連接，在風杯轉盤圓周外側設有一安裝在殼體上的傳感器，該傳感器與控制芯片電連接；所述殼體上部設一與風杯軸同軸的風標軸，該風標軸下端固定一盤體上開透光孔的風標轉盤，透光孔上方設有接入控制芯片的光電傳感器，在風杯轉盤的下方設有光源固定板，光源固定板上安裝有LED燈陣。

進一步的，所述上部殼體與下部殼體通過法蘭或卡扣結構連接。

本發明的優點在于：測量風速時，利用旋轉的風杯軸帶動風杯轉盤轉動，使之圓周上的開槽與傳感器配合測得一個連續的風速脈沖信號，根據控制芯片將其風速脈沖信號轉換得到風速，而風向的測量，通過轉動的風杯轉盤開槽與透光孔重合，實現LED燈陣光源穿過風杯轉盤和風標裝盤，使得光電傳感器檢測到該風向脈沖信號，控制芯片根據風向脈沖信號在風速脈沖信號中的位置、比例計算出轉動的角度。同時具有風向、風速的測定，大大提高了風向、風速的分辨率，結構簡單、制造成本低。

附圖說明

圖1為本發明一體式風速風向儀結構示意圖。

圖2為本發明中殼體結構示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，本發明涉及一種一體式風速風向儀，包括殼體1、風杯軸2、風杯轉盤3、槽4、傳感器5、風標軸6、風標轉盤7、透光孔8、光電傳感器9、光源固定板10、風杯11、風標12。

上述殼體1的下部垂直設置一風杯軸2，該風杯軸2通過圓錐滾子軸承垂直安裝在殼體1內實現轉動，其下端伸出殼體1與風杯11連接，風杯轉盤3固定在風杯軸2的上端，其上開一延伸至圓周上的槽4，可參見圖2，在風杯轉盤3的圓周外側設有一安裝在殼體1上的傳感器5，該傳感器5與控制芯片電連接，該控制芯片用于將接受的電信號轉換成風速、風向數據。

風標軸6通過圓錐滾子軸承垂直安裝在殼體1上部，與風杯軸2同軸，風標軸6的頂端伸出殼體1上部與風標12連接，風標轉盤7固定在風標軸6的下端，其盤體上開有透光孔8，在透光孔8上方設有接入控制芯片的光電傳感器9，在風杯轉盤3的下方設有一光源固定板10，在光源固定板10上安裝有LED燈陣，當風杯轉盤3的透光孔7與槽4重合后，LED燈陣的光源透過槽4和透光孔7后可被光電傳感器9接收到。

如圖2所示，殼體1由上部殼體1a和下部殼體1b通過法蘭或卡扣結構連接，為保證風標軸6和風杯軸2的同軸度，上部殼體1a的下端面與上部殼體1b的上端面之間為可配合的凹凸面結構。

該一體式風速風向儀采用CAN總線接口和外部系統進行通信。接口部分含+12V電源和GND，CAN_H和CAN_L，以及屏蔽線。CAN總線上的通信協議和NMEA?2000兼容。