[發(fā)明專利]一種固態(tài)二維風速風向測量儀及其測量方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310016160.0
• 申請日: 2013-01-16
• 公開（公告）號: CN103630705A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發(fā)明（設計）人: 杜利東;劉成;趙湛;李亮;方震
• 申請（專利權）人: 中國科學院電子學研究所
• 主分類號: G01P5/02
• 分類號: G01P5/02;G01P13/02
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 宋焰琴

1.一種固態(tài)二維風速風向測量儀，其特征在于，包括受風圓柱、導壓管、傳感器；所述受風圓柱的柱面上分布有偶數(shù)個小孔；所述導壓管一端與所述受風圓柱柱面上的小孔連通，另一端與所述傳感器連通；所述傳感器用于測量所述受風圓柱柱面上水平距離等于所述受風圓柱直徑的兩個小孔之間的壓強差。

2.根據(jù)權利要求1所述的固態(tài)二維風速風向測量儀，其特征在于，所述的受風圓柱頂端有風帽。

3.根據(jù)權利要求2所述的固態(tài)二維風速風向測量儀，其特征在于，所述風帽的形狀為半球形或直徑大于所述受風圓柱的圓盤形。

4.根據(jù)權利要求1所述的固態(tài)二維風速風向測量儀，其特征在于，所述受風圓柱底端有小孔，底端的小孔數(shù)目與柱面上的小孔數(shù)目相同；受風圓柱底端的小孔與所述受風圓柱柱面上的小孔一一對應并導通；受風圓柱底端的小孔通過導壓管與傳感器連通。

5.根據(jù)權利要求4所述的固態(tài)二維風速風向測量儀，其特征在于，所述的受風圓柱柱面上的小孔的數(shù)目為N，N為大于等于6的偶數(shù)；受風圓柱柱面上的小孔均勻分布在所述受風圓柱柱面的同一水平圓周上。

6.根據(jù)權利要求4所述的固態(tài)二維風速風向測量儀，其特征在于，所述導壓管通過所述受風圓柱底端的小孔導通水平距離等于所述受風圓柱直徑的兩個所述受風圓柱柱面上的小孔，且所述傳感器為氣體壓差傳感器。

7.根據(jù)權利要求1所述的固態(tài)二維風速風向測量儀，其特征在于，所述導壓管的一端直接與所述受風圓柱柱面上的小孔相連，另一端直接與所述傳感器相連，所述傳感器為壓力傳感器。

8.根據(jù)權利要求7所述的固態(tài)二維風速風向測量儀，其特征在于，所述的受風圓柱柱面上的小孔的數(shù)目為N，N為大于等于6的偶數(shù)；受風圓柱柱面上的小孔均勻分布在所述受風圓柱柱面的不同水平圓周上。

9.一種固態(tài)二維風速風向測量儀的測量方法，包括如下步驟：

步驟1：固定測量儀，確定測量儀的方位；

步驟2：在有水平方向的風作用時，測量所述測量儀的受風圓柱柱面上各對水平距離為受風圓柱直徑的點上的壓強差；

步驟3：由獲得的所述壓強差，根據(jù)圓柱柱面風壓分布與風速風向的關系，計算出風速和相對于受風圓柱的相對風向；

步驟4：根據(jù)所述確定的測量儀的方位，計算實際風向。

10.根據(jù)權利要求9所述的方法，其特征在于，所述測量儀的受風柱面上的一點和在受風柱面上的水平距離為所述受風圓柱直徑的另一點的壓強差為p，則該壓強差p與該點偏離圓柱上正迎風點的角度θ和風速v滿足下式：

p＝c(θ)×ρv²

其中ρ是空氣密度；c(θ)是θ的函數(shù)，其通過給定速度的水平風，測量相應的壓強差，并根據(jù)空氣密度ρ和所述給定速度來確定；

通過上述公式計算出相對風向θ，進而確定實際風向。