[發明專利]基于微應變的風場檢測裝置及在線風場檢測和評價方法

在審

• 申請號: 201910546310.6
• 申請日: 2019-06-21
• 公開（公告）號: CN110220666A
• 公開（公告）日: 2019-09-10
• 發明（設計）人: 祁力鈞;楊澤鵬;吳亞壘;肖雨;程湞湞;張豪;楊知倫;劉婠婠
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: G01M9/02
• 分類號: G01M9/02;G01M9/06
• 代理公司: 北京中安信知識產權代理事務所(普通合伙) 11248
• 代理人: 李彬;徐林

1.一種基于微應變的風場檢測裝置，其特征在于：該裝置包括支撐條旋轉機構、水平旋轉機構、測風間距調節機構、高度自動調節機構和控制機構；

其中，所述水平旋轉機構包括旋轉框架(1)、旋轉圓盤(12)、第一步進電機(13)和第一角度傳感器(18)；所述旋轉框架(1)為一橫截面為正方形的長方體框架，包括水平設置的上層正方形架和下層正方形架；

所述旋轉圓盤(12)的下端面固定在第一步進電機(13)的輸出軸上，旋轉圓盤(12)的邊緣通過多個支撐輻條(8)與旋轉框架(1)的下層正方形架固接；所述第一角度傳感器(18)的兩部分分別固定在第一步進電機(13)及旋轉圓盤(12)的下端面上；

所述支撐條旋轉機構包括支撐條(4)、固定基座(5)、移動基座(6)、轉動軸承(7)、第二角度傳感器(30)、旋轉從動齒輪(31)、主動齒輪(32)、轉動外輪(33)和第二步進電機(34)；所述旋轉框架(1)的上層正方形架中的兩個相對的橫梁上沿橫梁的長度方向設有基座移動槽(19)；

一對固定基座(5)分別固定在兩個橫梁的基座移動槽(19)的中部，偶數對移動基座(6)能夠水平移動地設置在基座移動槽(19)中，且偶數對移動基座(6)以兩個固定基座(5)之間的連線呈對稱分布；

每個固定基座(5)和每個移動基座(6)內均設有轉動軸承(7)；兩個相互對應的固定基座(5)的轉動軸承(7)之間，以及每兩個相互對應的移動基座(6)的轉動軸承(7)之間均固接有一根支撐條(4)；每根支撐條(4)上布置多個聚丙烯片(2)和多個與聚丙烯片(2)一一對應的電壓放大器(3)，各支撐條(4)上的多個聚丙烯片(2)在平面內呈n×n等距陣列分布；所述聚丙烯片(2)的上表面設有多對平行且正反交替排列的應變片(41)，各應變片(41)采用差動全橋連接的連接方式與電壓放大器(3)連接；

每個固定基座(5)的外側均設有一個與固定基座(5)內的轉動軸承(7)連接的旋轉從動齒輪(31)，每個移動基座(6)外側均設有一個與移動基座(6)內的轉動軸承(7)連接的轉動外輪(33)；位于同一側的一個旋轉從動齒輪(31)和多個轉動外輪(33)之間通過一長度可調的轉動連接桿連接；所述主動齒輪(32)與旋轉從動齒輪(31)相互嚙合，主動齒輪(32)與固接在旋轉框架(1)的上層正方形架的橫梁上的第二步進電機(34)的輸出軸連接；所述第二角度傳感器(30)的兩部分分別固定在固定基座(5)和旋轉從動齒輪(31)上；

所述測風間距調節機構固接在固定基座(5)與移動基座(6)之間；

所述高度自動調節機構包括多級液壓升降缸(14)、位移傳感器(15)和底座(16)；所述多級液壓升降缸(14)豎直地安裝在底座(16)上，多級液壓升降缸(14)的活塞桿端與第一步進電機(13)的底端固接；所述位移傳感器(15)固定在第一步進電機(13)的底端；

所述控制機構包括設置在旋轉圓盤(12)上的電源(9)、數據采集卡(10)、無線傳輸模塊(11)和控制模塊(17)；

每個電壓放大器(3)均與數據采集卡(10)連接；數據采集卡(10)能夠同時采集多組電壓數據，并通過無線傳輸模塊(11)傳送至遠程電腦端記錄并繪制風場圖；

所述電源(9)分別為每個電壓放大器(3)、數據采集卡(10)、無線傳輸模塊(11)、第一步進電機(13)、多級液壓升降缸(14)、位移傳感器(15)、控制模塊(17)、第一角度傳感器(18)、第二角度傳感器(30)和第二步進電機(34)供電；

所述控制模塊(17)控制多級液壓升降缸(14)、第一步進電機(13)及第二步進電機(34)，接收位移傳感器(15)、第一角度傳感器(18)和第二角度傳感器(30)的監測數據，并通過無線傳輸模塊(11)與遠程電腦端通訊。