[發(fā)明專利]一種基于磁懸浮原理的風(fēng)向風(fēng)速測量裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610171681.7
• 申請日: 2016-03-22
• 公開（公告）號: CN105698869B
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 臧晨靜;張惠娟;張憶南;劉伯穎;葉寶柱;李玲玲;高軼澤
• 申請（專利權(quán)）人: 河北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02
• 代理公司: 天津翰林知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)12210
• 代理人: 趙鳳英,王瑞

1.一種基于磁懸浮原理的風(fēng)向風(fēng)速測量裝置，其特征在于所述裝置包括支撐架機構(gòu)、電源模塊、信號采集系統(tǒng)、信號處理系統(tǒng)和無線通訊處理系統(tǒng)；

所述支撐架機構(gòu)包括底座、豎直桿、水平工作臺、旋轉(zhuǎn)軸承、連接桿和升降桿；所述水平工作臺由上平臺板和下平臺板組成；所述連接桿的底端固定于底座中，頂端通過法蘭盤與下平臺板連接；所述升降桿及控制升降桿升降的第三步進電機安裝在上平臺板和下平臺板之間；所述升降桿及第三步進電機的數(shù)量相同；所述上平臺板通過法蘭盤與豎直桿連接；所述旋轉(zhuǎn)軸承為行星齒輪機構(gòu)，控制旋轉(zhuǎn)軸承的第二步進電機的輸出軸與旋轉(zhuǎn)軸承的太陽輪的輪心固定連接；所述第二步進電機的另一端固定于豎直桿內(nèi)部；所述旋轉(zhuǎn)軸承的齒圈與信號采集系統(tǒng)的根部嚙合連接；

所述電源模塊安裝在豎直桿內(nèi)，與信號采集系統(tǒng)、信號處理系統(tǒng)及無線通訊處理系統(tǒng)電連接；

所述信號采集系統(tǒng)包括風(fēng)速采集機構(gòu)、風(fēng)向采集機構(gòu)和水平儀；所述風(fēng)速采集機構(gòu)包括扇葉和磁懸浮軸承機構(gòu)；所述扇葉安裝于磁懸浮軸承機構(gòu)的端部；所述磁懸浮軸承機構(gòu)安裝于風(fēng)速采集機構(gòu)的殼體內(nèi)；所述磁懸浮軸承機構(gòu)主要包括功率放大器、旋轉(zhuǎn)軸、兩個徑向磁懸浮軸承、軸向磁懸浮軸承、推力盤、第一步進電機、兩個保護軸承、兩個徑向位移傳感器、軸向位移傳感器和控制器；所述旋轉(zhuǎn)軸與扇葉連接；所述兩個徑向磁懸浮軸承安裝于旋轉(zhuǎn)軸上；所述軸向磁懸浮軸安裝于旋轉(zhuǎn)軸上；所述推力盤安裝在軸向磁懸浮軸承的中間；所述兩個徑向位移傳感器分別固定在各自徑向磁懸浮軸承旁側(cè)；所述軸向位移傳感器固定在磁懸浮軸承機構(gòu)兩端的端蓋上；所述兩個保護軸承安裝旋轉(zhuǎn)軸的兩端；所述功率放大器的輸出端與兩個徑向磁懸浮軸承和軸向磁懸浮軸承中的線圈連接，輸入端與控制器連接；所述控制器的輸入端分別與功率放大器、兩個徑向位移傳感器和軸向位移傳感器連接；所述第一步進電機安裝于兩個徑向磁懸浮軸承和軸向磁懸浮軸承的中間位置；所述風(fēng)向采集機構(gòu)安裝在扇葉的軸心處；所述水平儀安裝在水平工作臺上；

所述信號處理系統(tǒng)包括風(fēng)速處理機構(gòu)、風(fēng)向處理機構(gòu)、水平控制機構(gòu)和存儲器；所述風(fēng)速處理機構(gòu)包括第一A/D轉(zhuǎn)換器、第一單片機；所述第一A/D轉(zhuǎn)換器輸入端與第一步進電機連接，輸出端與第一單片機輸入端口連接，第一單片機輸出端分別與無線通訊模塊及存儲器連接；所述風(fēng)向處理機構(gòu)包括第二A/D轉(zhuǎn)換器、第二單片機、第二驅(qū)動電路和第二步進電機；所述第二A/D轉(zhuǎn)換器輸入端與風(fēng)向采集機構(gòu)連接，輸出端與第二單片機輸入端連接，第二單片機的輸出端分別與第二驅(qū)動電路的輸入端、無線通信模塊及存儲器連接，第二驅(qū)動電路輸出端與第二步進電機連接；所述水平控制機構(gòu)包括第三A/D轉(zhuǎn)換器、第三步單片機、第三驅(qū)動電路和第三步進電機；所述第三A/D轉(zhuǎn)換器輸入端與水平儀連接，輸出端與第三單片機輸入端連接，第三單片機輸出端與第三驅(qū)動電路輸入端連接，第三驅(qū)動電路輸出端與第三步進電機連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于磁懸浮原理的風(fēng)向風(fēng)速測量裝置，其特征在于所述底座為肋板型底座。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于磁懸浮原理的風(fēng)向風(fēng)速測量裝置，其特征在于所述電源模塊是蓄電池。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于磁懸浮原理的風(fēng)向風(fēng)速測量裝置，其特征在于所述風(fēng)向采集機構(gòu)為壓力傳感器。