[發(fā)明專利]移動式超聲波風速風向儀及測量風速風向的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110028327.6
• 申請日: 2011-01-26
• 公開（公告）號: CN102175887A
• 公開（公告）日: 2011-09-07
• 發(fā)明（設計）人: 張自嘉;葛志鑫
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: G01P5/18
• 分類號: G01P5/18;G01P5/24;G01P13/02
• 代理公司: 南京匯盛專利商標事務所(普通合伙) 32238
• 代理人: 張立榮

1.移動式超聲波風速風向儀，其特征是：它包括超聲波三維風速風向測量單元、移動式系統(tǒng)載體速度測量單元以及系統(tǒng)載體方向測定單元，其中，所述超聲波三維風速風向測量單元包括基座、控制電路板、三個長測量臂及三個短測量臂和六個超聲波發(fā)射/接收傳感器，六個測量臂分別與基座相連，并且長、短測量臂與基座相連的接點之間依次成60度夾角；六個測量臂遠離基座的一端安裝一個超聲波發(fā)射/接收傳感器，相對成180度的兩個測量臂上的傳感器也成180度相對，成對的傳感器之間的距離均相等，所述的控制電路板包括電源、微處理器及附屬電路、超聲波發(fā)射驅動電路及信號接收電路，所述超聲波發(fā)射驅動電路、信號接收電路分別連接微處理器的控制端及中斷端。

2.根據(jù)權利要求1所述的移動式超聲波風速風向儀，其特征是：所述移動式系統(tǒng)載體方向測定單元包括一個方向測定部件，并通過RS232接口與微處理器相連接；所述移動式系統(tǒng)載體速度測量單元包括一個速度傳感器，并通過導線與控制電路板相連接。

3.根據(jù)權利要求1或2所述的移動式超聲波風速風向儀，其特征是：該儀器還設有溫度傳感器，該溫度傳感器與微處理器相連，相應的，在所述控制電路板上還安裝有低溫加熱電路。

4.根據(jù)權利要求1或2所述的移動式超聲波風速風向儀，其特征是：該儀器還包括液晶屏和按鍵，它們分別與微處理器的輸入和輸出電路相連。

5.根據(jù)權利要求1或2所述的移動式超聲波風速風向儀，其特征是：所述控制電路板還設有與上位機通信的接口電路。

6.根據(jù)權利要求1或2所述的移動式超聲波風速風向儀，其特征是：所述控制電路板安裝于所述基座內。

7.一種移動式情況下利用超聲波測量風速風向的方法，其特征是，所述方法包括：

用超聲波三維風速風向測量單元中的第一超聲波發(fā)射/接收裝置和第四超聲波發(fā)射/接收裝置分別測量接收到來自對方發(fā)送的超聲波信號的時間；

用第二超聲波發(fā)射/接收裝置和第五超聲波發(fā)射/接收裝置分別測量接收到來自對方發(fā)送的超聲波信號的時間；

用第三超聲波發(fā)射/接收裝置和第六超聲波發(fā)射/接收裝置分別測量接收到來自對方發(fā)送的超聲波信號的時間；

根據(jù)測量到的時間、所述第一超聲波發(fā)射/接收裝置和第四超聲波發(fā)射/接收裝置間的距離、所述第二超聲波發(fā)射/接收裝置和第五超聲波發(fā)射/接收裝置間的距離及所述第三超聲波發(fā)射/接收裝置和第六超聲波發(fā)射/接收裝置間的距離計算出移動式情況下的三維風速風向參數(shù)，以及平面內的風速風向參數(shù)；

用速度傳感器測量出系統(tǒng)移動式情況下的速度參數(shù)；

用方向測定部件測量出系統(tǒng)移動式情況下的方向參數(shù)；

根據(jù)速度和方向參數(shù)結合平面內的風速風向參數(shù)，可計算出在移動式情況下測量到的實際環(huán)境條件下的風速風向。

8.根據(jù)權利要求7所述的移動式情況下利用超聲波測量風速風向的方法，其特征是，所述第一超聲波發(fā)射/接收裝置與第四超聲波發(fā)射/接收裝置在同一垂直平面；所述第二超聲波發(fā)射/接收裝置與第五超聲波發(fā)射/接收裝置在同一垂直平面；所述第三超聲波發(fā)射/接收裝置與第六超聲波發(fā)射/接收裝置在同一垂直平面。

9.根據(jù)權利要求7所述的移動式情況下利用超聲波測量風速風向的方法，其特征是，所述第一超聲波發(fā)射/接收裝置與水平面成正45度夾角、第二超聲波發(fā)射/接收裝置與水平面成正45度夾角、第三超聲波發(fā)射/接收裝置與水平面成正45度夾角、第四超聲波發(fā)射/接收裝置與水平面成負45度夾角、第五超聲波發(fā)射/接收裝置與水平面成負45度夾角、第六超聲波發(fā)射/接收裝置與水平面成負45度夾角，且第一超聲波發(fā)射/接收裝置與第四超聲波發(fā)射/接收裝置相對、第二超聲波發(fā)射/接收裝置與第五超聲波發(fā)射/接收裝置相對、第三超聲波發(fā)射/接收裝置與第六超聲波發(fā)射/接收裝置相對，同時，第一超聲波發(fā)射/接收裝置、第二超聲波發(fā)射/接收裝置、第三超聲波發(fā)射/接收裝置、第四超聲波發(fā)射/接收裝置、第五超聲波發(fā)射/接收裝置、第六超聲波發(fā)射/接收裝置與基座分別相連的接點間依次成60度夾角。

10.根據(jù)權利要求7所述的移動式情況下利用超聲波測量風速風向的方法，其特征是，所述第一超聲波發(fā)射/接收裝置和第四超聲波發(fā)射/接收裝置間的距離、所述第二超聲波發(fā)射/接收裝置和第五超聲波發(fā)射/接收裝置間的距離及所述第三超聲波發(fā)射/接收裝置間的距離相等。