[發(fā)明專利]空間任意方向風(fēng)力監(jiān)測裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410842669.5
• 申請(qǐng)日: 2014-12-22
• 公開（公告）號(hào): CN104535791B
• 公開（公告）日: 2018-01-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賀貴明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 賀貴明
• 主分類號(hào): G01P5/07
• 分類號(hào): G01P5/07;G01P13/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明專利在技術(shù)上屬于自然界信息與數(shù)據(jù)檢測技術(shù)，具體屬于空間風(fēng)力信息檢測，即空間風(fēng)速、風(fēng)向數(shù)據(jù)一體化監(jiān)測，裝置用于風(fēng)力發(fā)電場空間立體風(fēng)速、風(fēng)向數(shù)據(jù)測量并判定，使可依據(jù)用于風(fēng)場選擇最佳位置和最佳高度安裝風(fēng)力發(fā)電機(jī)，有效提高風(fēng)力發(fā)電效率。

背景技術(shù)

一片風(fēng)力發(fā)電場通常由多臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組成，使達(dá)到預(yù)定功率發(fā)電能力；為了提高每臺(tái)發(fā)電機(jī)的發(fā)電效率，必須使每臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)在該處受到的風(fēng)力最大，即每臺(tái)都工作在主風(fēng)流區(qū)域——風(fēng)速最大、風(fēng)向最便于利用的區(qū)域；在一片風(fēng)力豐富的空間里，從地面到高空、從山坡到山的峽口，其風(fēng)力分布并不是均勻的，風(fēng)向也不是固定的，而是都有變化；為了利用其發(fā)電，找出并區(qū)別出風(fēng)場的主風(fēng)流和邊際風(fēng)流是非常有必要的；所謂邊際風(fēng)流就是風(fēng)場中靠近主風(fēng)流但風(fēng)力偏小、風(fēng)向相對(duì)于主風(fēng)向偏移、或向上、或向下、且常常不穩(wěn)定的風(fēng)流，主風(fēng)流則是風(fēng)場中風(fēng)力強(qiáng)勁、風(fēng)向在一段時(shí)間相對(duì)穩(wěn)定的風(fēng)流，顯然邊際風(fēng)流處不適合安裝風(fēng)力發(fā)電機(jī)，以免發(fā)電效率低；主風(fēng)流空間區(qū)域才發(fā)電效率高，才是優(yōu)先用于風(fēng)力發(fā)電的區(qū)域。這樣，在一個(gè)空間風(fēng)場中哪些區(qū)域是主流風(fēng)場、哪些區(qū)域是邊際風(fēng)流風(fēng)場，是非常有必要調(diào)查清楚的。截至目前為止，社會(huì)上可測風(fēng)向的裝置主要測量平行于地面的或東或西或南或北風(fēng)向，缺少一種有效的同時(shí)可測向上或向下風(fēng)向、即可測任意方向風(fēng)速的裝置，用以劃分并確定風(fēng)場內(nèi)主風(fēng)流區(qū)域和邊際風(fēng)流區(qū)域。

申請(qǐng)?zhí)枮?01110152515.x的發(fā)明專利《一種風(fēng)速風(fēng)向測試裝置》，該裝置在風(fēng)向球中心使用了一根固定的中心軸，使得其只能測量水平的風(fēng)向，測量不出在空間向上或向下變動(dòng)的風(fēng)向，測量結(jié)果會(huì)誤導(dǎo)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的定位和安裝，因?yàn)樗鼫y出的風(fēng)力可能是向上或向下風(fēng)流分解的風(fēng)力。

申請(qǐng)?zhí)枮?011101483956的發(fā)明專利《超聲波風(fēng)速風(fēng)向儀》，其使用2對(duì)收發(fā)的超聲波，雖能測出風(fēng)速但實(shí)際測不準(zhǔn)，因?yàn)轱L(fēng)波對(duì)超聲波有干擾和影響，且由于風(fēng)向是變化的使得它對(duì)超聲波的影響不可預(yù)估和修正，使得測量的風(fēng)速不可信；該裝置的結(jié)構(gòu)有限制，實(shí)際測不出向上向下空間角度有變化的風(fēng)向，對(duì)平行于地面向左向右變化的風(fēng)向?qū)嶋H也測不準(zhǔn)。

申請(qǐng)?zhí)枮?012100388268的發(fā)明專利《基于偏轉(zhuǎn)角度監(jiān)測的單方向風(fēng)壓監(jiān)測裝置》，裝置依靠重力板受風(fēng)偏轉(zhuǎn)給出角度的方法實(shí)際測不準(zhǔn)轉(zhuǎn)角，因?yàn)榇拱寰哂兄亓κ褂绊戯L(fēng)力的作用，同時(shí)板子偏轉(zhuǎn)以后接收風(fēng)力的作用本身被分解而變小了，這是非線性關(guān)系，難于修正；再說只測量單方向風(fēng)壓不能說明風(fēng)力性狀。

申請(qǐng)?zhí)枮?013106659751的發(fā)明專利《壓強(qiáng)感應(yīng)式風(fēng)力監(jiān)測器》，它是靠4個(gè)方向相互垂直的應(yīng)變片受力來分析風(fēng)力情況，應(yīng)變片本身是固定的，使到達(dá)應(yīng)變片表面的風(fēng)力受到影響，所以測不準(zhǔn)實(shí)際風(fēng)力；該裝置由于結(jié)構(gòu)的限制更測不準(zhǔn)風(fēng)向。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種空間任意方向風(fēng)力監(jiān)測裝置，使得可以測量任意立體空間中隨時(shí)任意變化的風(fēng)力(風(fēng)向和風(fēng)速)，使得利用該裝置可以發(fā)現(xiàn)任意風(fēng)場中風(fēng)力的變化性狀和空間風(fēng)流分布，使得最合理確定風(fēng)力發(fā)電機(jī)安裝位置和安裝高度，最能充分利用風(fēng)力以提高發(fā)電效率。

這種空間任意方向風(fēng)力監(jiān)測裝置，它包括：球形外罩1、中心轉(zhuǎn)葉2、測量單元4、無線通信單元5、電源6；所述監(jiān)測裝置外部形體采用球形結(jié)構(gòu)，中心轉(zhuǎn)葉2在球形外罩1內(nèi)部立體空間內(nèi)可隨風(fēng)幾乎任何方向轉(zhuǎn)動(dòng)，以測量空間每個(gè)瞬時(shí)任意方向風(fēng)力；其中測量單元4包括主處理器41和數(shù)據(jù)接口單元42，主處理器41還連接無線通信單元5，電源6向所述監(jiān)測裝置各部分電路供電。

所述的監(jiān)測裝置中球形外罩1是一種圓球形柵格結(jié)構(gòu)，沿球形表面緯向使用18根筋11組成9個(gè)圓周，每相鄰2根筋間按20°夾角均勻分布；沿球形表面中部經(jīng)向使用一根筋12；緯向筋都相對(duì)均勻地固定連接到經(jīng)向筋上；在每根緯向筋上都等間隔分布著朝向球心的共8個(gè)微型空心圓柱體13，全球共146個(gè)圓柱體，其中2個(gè)公共，每個(gè)圓柱體都內(nèi)置1只金屬小彈簧和1只小鋼珠14。

監(jiān)測裝置中所述中心轉(zhuǎn)葉2厚度21不小于外球半徑的1/2，轉(zhuǎn)葉上有按120°的3個(gè)分叉，各分叉上都有一個(gè)半球狀窩22，三個(gè)窩口方向按圓周一致；半球狀窩的半徑與轉(zhuǎn)葉厚度相當(dāng)、轉(zhuǎn)葉厚度擬大于緯向筋的一個(gè)間隔；轉(zhuǎn)葉端部呈局部球面形狀，在三個(gè)端部球面中心各緊貼一個(gè)直徑小于相鄰緯向筋間隔的金屬圓片23，使可耐受轉(zhuǎn)葉高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)對(duì)圓柱體13中鋼珠的摩擦；三個(gè)端部金屬片之間有電氣連接，且與緯向筋上各個(gè)圓柱體能動(dòng)態(tài)接觸并電氣導(dǎo)通。