[實用新型]一種用于風力機的風速測量裝置

有效

• 申請號: 201320486564.1
• 申請日: 2013-08-09
• 公開（公告）號: CN203455359U
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 劉興華;宋會兵;林威;胡泓
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學深圳研究生院
• 主分類號: G01P5/02
• 分類號: G01P5/02
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產權事務所(普通合伙) 44248
• 代理人: 羅志偉;胡玉

技術領域

本實用新型涉及風速測量裝置，尤其涉及一種用于風力機的風速測量裝置。

背景技術

風速的大小和方向難以準確測量，而對于風力機系統而言，準確的風速信息對于風力機系統的變速控制、變槳控制、減振控制等有著很重要的參考價值。風具有隨機性、波動性特征，風力機風輪面上同一測量點在不同時間點的風速具有不一致性。現代風力機的直徑較大，風速切變、塔影效應等作用明顯，同一時間點風輪旋轉面上各點的風速也不具有同一性。

對于風力機這一類具備旋翼結構特點的系統來說，旋翼上某點所受到的合成風速是由空氣的來流風速和旋翼的線速度合成的，來流風速和風輪轉速的改變，不僅會使得合成風的風速大小改變，合成風的風向也會發生改變。

目前的風速測量技術主要包括如下幾種：

1、基于空氣靜壓和動壓原理的測量裝置：皮托管（pitot?tube）是目前固定翼飛行器（如飛機）上應用較多的一種風速測量裝置，它利用風流動所產生的靜壓和動壓對風速進行測量。皮托管在測速時，頭部應對準來流風。風力機槳葉上某一點的來流風風向是不定的，這限制了皮托管的應用。?

2、基于風冷卻效應的測量裝置：熱線風速儀（hot-wire?anemometer）利用通電狀態下傳感器因風而冷卻時產生的電阻變化或者熱補償效應將風速信號轉變為電信號，具有恒電流工作模式和恒溫工作模式。熱線風速儀的安裝和維護成本較高。

3、基于激光或者超聲在流動空氣中傳播產生多普勒效應的測量裝置：激光多普勒風速儀（Laser?Doppler?anemometers）將激光分為兩束，其中一束在風速儀外傳播，利用激光的多普勒效應，可以推算出風速信息。它的使用成本也較高。此外還有基于聲音多普勒效應原理的超聲波風速儀（ultrasonic?anemometer）以及改進型的聲共振式風速儀（Acoustic?resonance?anemometer）。

現有的風速測量裝置在用于風力機時，主要存在2個方面的問題：

1、由于風力機槳葉所受到的合成風速的方向是改變的，皮托管需要對準來流風方向才能準確測試風速，如何將這一類需要對準來流風方向的風速測量裝置安裝在風力機槳葉上是一個棘手的難題。

2、熱線風速儀、激光多普勒風速儀、超聲波風速儀、聲共振風速儀的價格和維護成本較高。

發明內容

為了解決現有技術中的問題，本實用新型提供了一種用于風力機的風速測量裝置。

本實用新型提供了一種用于風力機的風速測量裝置，包括槳葉，所述槳葉上設有風速測量機構，所述風速測量機構包括插片、杠桿機構和力傳感器，所述插片通過所述杠桿機構與所述槳葉連接，所述力傳感器與所述杠桿機構連接。

作為本實用新型的進一步改進，所述杠桿機構連接有加熱除冰裝置。

作為本實用新型的進一步改進，所述插片的高度為所述槳葉的弦長的2%，所述插片的寬度為所述槳葉的弦長的0.5%，所述插片的厚度為所述槳葉的弦長的0.2%。

作為本實用新型的進一步改進，所述插片的安裝位置在所述槳葉的弦長的10%處。

作為本實用新型的進一步改進，所述風速測量機構至少有二個。

作為本實用新型的進一步改進，所述風速測量機構有二個，所述插片分別為上部插片和下部插片，所述上部插片設置在所述槳葉的上表面，所述下部插片設置在所述槳葉的下表面。

本實用新型的有益效果是：通過上述方案，可通過插片對準來流風方向，接收風阻所產生的阻力，由于插片所受到的力矩的數量級較小，難以選用合適的力矩測量裝置，可通過杠桿機構將插片受到風阻力所產生的阻力矩轉換為力，再利用力傳感器測出力的大小，以方便計算出插片所受力矩，實現風速測量，成本較低。

附圖說明

圖1是本實用新型一種用于風力機的風速測量裝置的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖說明及具體實施方式對本實用新型進一步說明。

圖1中的附圖標號為：插片1；杠桿機構2；力傳感器3；加熱除冰裝置4；槳葉5。

如圖1所示，一種用于風力機的風速測量裝置，包括槳葉5，所述槳葉5上設有風速測量機構，所述風速測量機構包括插片1、杠桿機構2和力傳感器3，所述插片1通過所述杠桿機構2與所述槳葉5連接，所述力傳感器3與所述杠桿機構2連接。

如圖1所示，所述杠桿機構2連接有加熱除冰裝置4，由于插片1及杠桿機構2均為金屬材質，通過在杠桿機構2的支點處安裝加熱除冰裝置4，防止插片1在寒冷條件下結冰，以免影響測量結果。