[實(shí)用新型]一種高穩(wěn)定超聲波風(fēng)速風(fēng)向測(cè)量裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201920132597.3
• 申請(qǐng)日: 2019-01-25
• 公開（公告）號(hào): CN208833798U
• 公開（公告）日: 2019-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 崔益華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 海外遠(yuǎn)景（北京）科技有限公司
• 主分類號(hào): G01P5/24
• 分類號(hào): G01P5/24;G01P13/02
• 代理公司: 成都頂峰專利事務(wù)所(普通合伙) 51224
• 代理人: 左正超

本實(shí)用新型涉及數(shù)據(jù)測(cè)量設(shè)備領(lǐng)域，公開了一種高穩(wěn)定超聲波風(fēng)速風(fēng)向測(cè)量裝置。通過本實(shí)用新型創(chuàng)造，提供了一種高穩(wěn)定超聲波風(fēng)速風(fēng)向測(cè)量裝置，可以基于現(xiàn)有的軟件方法判斷出風(fēng)的流動(dòng)方向和速度，同時(shí)由于布置了多路高頻超聲波發(fā)射及接收支路,以及使用了高速ADC進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換/和DSP處理技術(shù),不但可以得到高精度的且反映各路超聲波接收情況的模擬波形，實(shí)現(xiàn)對(duì)大霧、雨雪、凍雨等特殊天氣情況下的風(fēng)速風(fēng)向進(jìn)行數(shù)據(jù)補(bǔ)償目的，還可以對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行干擾濾波，從而可提高風(fēng)速風(fēng)向識(shí)別度、精確度和使用穩(wěn)定性，確保在惡劣氣候條件下依然能夠正常使用，特別適合應(yīng)用在風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域中。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于數(shù)據(jù)測(cè)量設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種高穩(wěn)定超聲波風(fēng)速風(fēng)向測(cè)量裝置。

背景技術(shù)

超聲波風(fēng)速風(fēng)向儀是一種利用發(fā)送聲波脈沖，并通過測(cè)量接收端的時(shí)間或相位(多普勒變換)差別來計(jì)算風(fēng)速和風(fēng)向的測(cè)量傳感器或測(cè)量?jī)x器，在風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域中起著至關(guān)重要的作用。目前的超聲波風(fēng)速風(fēng)向儀有很多，大多采用40KHz的低頻超聲波一體探頭(即可以發(fā)射和接收超聲波)，但是由于沒有加熱化冰、除霜和氣象補(bǔ)償?shù)裙δ?，遇到大霧、雨雪、凍雨等特殊天氣都會(huì)出現(xiàn)故障，不能穩(wěn)定使用，尤其不適合應(yīng)用在風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域中。

實(shí)用新型內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有超聲波風(fēng)速風(fēng)向儀使用穩(wěn)定性較低和不便在惡劣天氣下使用的問題，本實(shí)用新型目的在于提供一種高穩(wěn)定超聲波風(fēng)速風(fēng)向測(cè)量裝置。

本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案為：

一種高穩(wěn)定超聲波風(fēng)速風(fēng)向測(cè)量裝置，包括豎筒、頂蓋、底座、支腿和高頻超聲波一體探頭，其中，在所述豎筒的內(nèi)部設(shè)置有電路板；

所述豎筒的上下兩端分別被所述頂蓋和所述底座封閉，所述支腿的數(shù)目為N根且圍繞所述豎筒的軸心線環(huán)向布置，所述支腿的一端連接所述頂蓋，所述高頻超聲波一體探頭的數(shù)目為N個(gè)且分別一一對(duì)應(yīng)地安裝在各個(gè)支腿的另一端，并使以所述豎筒的軸心線為中心線而兩兩對(duì)稱設(shè)置的兩高頻超聲波一體探頭對(duì)射布置，其中，N為偶數(shù)；

所述電路板上布置有微處理器模塊、2N路正相緩沖模塊、超聲波發(fā)射及接收模塊、N選1模擬電子開關(guān)模塊、超聲波信號(hào)調(diào)理模塊和高速ADC模塊，其中，所述超聲波發(fā)射及接收模塊包括有N路高頻超聲波發(fā)射及接收電路單元，每路高頻超聲波發(fā)射及接收電路單元分別一一對(duì)應(yīng)地電連接各個(gè)高頻超聲波一體探頭；

所述微處理器模塊的N對(duì)PWM信號(hào)輸出端和正相緩沖控制端分別電連接所述2N路正相緩沖模塊的輸入端，所述2N路正相緩沖模塊的N對(duì)輸出端分別一一對(duì)應(yīng)地電連接各路高頻超聲波發(fā)射及接收電路單元的信號(hào)輸入端，各路高頻超聲波發(fā)射及接收電路單元的信號(hào)輸出端分別一一對(duì)應(yīng)地電連接所述N選1模擬電子開關(guān)模塊的N個(gè)輸入端，所述微處理器模塊的開關(guān)控制端電連接所述N選1模擬電子開關(guān)模塊的受控端，所述N選1模擬電子開關(guān)模塊的輸出端電連接所述超聲波信號(hào)調(diào)理模塊的輸入端，所述超聲波信號(hào)調(diào)理模塊的輸出端電連接所述高速ADC模塊的輸入端，所述高速ADC模塊的輸出端電連接所述微處理器模塊的輸出端。

優(yōu)化的，所述電路板上還布置有通訊接口模塊，所述底座的外周表面開設(shè)有通訊插接口；

所述微處理器模塊通過所述通訊接口模塊電連接所述通訊插接口。

具體的，所述通訊接口模塊包括有RS485通訊接口電路單元和/或RS422通訊接口電路單元。

具體的，所述微處理器模塊采用有型號(hào)為STM32F407VGT6的32位微處理器芯片及其外圍電路。

具體的，所述2N路正相緩沖模塊采用有型號(hào)為74HC244PW的8路正相緩沖器芯片。

具體的，所述高頻超聲波發(fā)射及接收電路單元包含有第一電阻、第二電阻、第一三極管、第二三極管、變壓器、第一電容、第一雙向二極管、電感、第二雙向二極管、第三雙向二極管、第二電容、第四雙向二極管、第三電容和第三電阻；