[實用新型]一種測風儀信號轉換裝置

有效

• 申請號: 201320323747.1
• 申請日: 2013-06-06
• 公開（公告）號: CN203275435U
• 公開（公告）日: 2013-11-06
• 發明（設計）人: 張悅超;周雪琴;胥佳;宋中波
• 申請（專利權）人: 龍源（北京）風電工程技術有限公司
• 主分類號: G01P5/00
• 分類號: G01P5/00;G01P13/02
• 代理公司: 北京方韜法業專利代理事務所 11303
• 代理人: 遆俊臣

技術領域

本實用新型涉及一種測風儀信號轉換裝置。

背景技術

在我國東南沿海、東北山地和西北戈壁等地區，由于風資源相對集中，風電裝機容量比重極大。目前，很多風電機組采用的測風儀是機械式風速儀、風向標。然而，由于沿海地區受鹽霧影響極其嚴重，機械式測風儀的軸承及螺栓易受銹蝕；東北地區氣候寒冷，測風儀易被凍結而無法正常工作；西北地區風沙較大，沙粒進入可導致測風儀無法自由轉動。在這些地區使用機械式測風儀故障率高，嚴重影響了機組的正常運行，因此，對風電機組機械式測風儀進行改造極具必要性。

隨著測試測量技術和信號處理技術的發展，新一代的測風儀正逐漸取代傳統的測風設備。在對東北及西北地區的機組進行技術改造時，適宜采用抗霜凍能力突出的Thies第三代超聲波測風儀，在對沿海地區的機組進行技術改造時，通常采用抗銹蝕能力突出的型號為4.3519.00.761的機械式風速儀和型號為4.3129.60.761的機械式風向儀。

但是，由于一些被改造機組的主控系統接收的風速信號為0-155Hz的脈沖信號、風向信號為二進制格雷碼信號，而上述幾種型號的風速風向儀輸出信號均為0-10V的電壓，Thies測風儀的輸出信號與被改造機組差別也很大，因此，迫切需要風速風向信號的轉換裝置來實現與這些風電機組主控系統的兼容。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種安裝方便、性能可靠、使用便捷的測風儀信號轉換裝置，可將測風儀的輸出信號轉換為與風電機組主控系統兼容的頻率信號或格雷碼信號。

為實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案：

一種測風儀信號轉換裝置，包括供電模塊、風速信號轉換模塊和/或風向信號轉換模塊，其中：供電模塊，用于對所述風速信號轉換模塊和/或風向信號轉換模塊供電；風速信號轉換模塊，主要包括將風速信號轉換為頻率信號的電壓/頻率轉換器；風向信號轉換模塊，主要包括根據風向信號所處的區間段在對應的輸出端輸出高電平的電壓比較電路，以及將電壓比較電路的輸出信號轉換為二進制格雷碼信號的編碼電路。

進一步地，所述供電模塊還設有過壓保護元件。

所述供電模塊采用24V單電源，經電源轉換模塊TEN3-2423和三端穩壓集成電路L7805AB-V分別轉換成±15V和+5V電壓。

所述電壓/頻率轉換器采用LM331。

所述電壓/頻率轉換器的輸出信號經光電耦合器隔離后送入風電機組的主控系統。

所述光電耦合器采用4N33。

所述電壓比較電路采用四組并聯的雙LM239設計，分別在風向信號為0-2.5V、2.5-5V、5-7.5V、7.5-10V時輸出高電平。

所述編碼電路采用4/2編碼器。

所述編碼電路的輸出信號經光耦隔離電路送入風電機組的主控系統。

所述裝置外殼安裝有35mm標準導軌。

由于采用上述技術方案，本實用新型至少具有以下優點：

（1）本實用新型將模擬量輸出的風速輸出值轉變成脈沖信號，將模擬量輸出的風向輸出值轉變成二位式格雷碼信號輸出，實現了測風儀的輸出信號與風電機組主控系統兼容。

（2）本實用新型采用35mm標準導軌安裝，24V單電源供電，產品尺寸為110mm×90mm×35mm（長×高×寬），結構緊湊，安裝方便。

（3）本實用新型供電模塊采用了過壓保護和隔離式設計，防止因電壓過高對模塊的影響；輸出采用光耦隔離，防止前端信號對主控系統的干擾；元器件采用數量較少，降低了模塊的故障率，使用性能可靠。

（4）本實用新型在對使用格雷碼式風向標和脈沖式風速儀的風電機組進行技術改造時，可直接通過該裝置對信號進行轉換，無需設置任何參數，使用便捷。

附圖說明

上述僅是本實用新型技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本實用新型的技術手段，以下結合附圖與具體實施方式對本實用新型作進一步的詳細說明。

圖1是本實用新型的測風儀信號轉換裝置的供電模塊電路示意圖。

圖2是本實用新型的測風儀信號轉換裝置的風速信號轉換模塊電路示意圖。

圖3是本實用新型的測風儀信號轉換裝置的電壓比較電路示意圖。

圖4是本實用新型的測風儀信號轉換裝置的4/2編碼電路示意圖。

圖5A-E是對本實用新型的測風儀信號轉換裝置進行不同風速信號仿真測試結果示意圖。

圖6是對本實用新型的測風儀信號轉換裝置進行不同風速信號仿真測試電壓-頻率線性關系圖。

圖7A-D是對本實用新型的測風儀信號轉換裝置進行不同風向信號仿真測試結果示意圖。

具體實施方式