[發(fā)明專利]一種風(fēng)力風(fēng)向傳感器及使用方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110353386.4
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN113125798A
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王強(qiáng);王松;宋帥迪;葛明令;靳松樺;程傲霜
• 申請（專利權(quán)）人: 南通大學(xué)
• 主分類號: G01P5/08
• 分類號: G01P5/08;G01P13/02
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 徐爾東

本發(fā)明涉及一種風(fēng)力風(fēng)向傳感器及使用方法，裝置包括迎風(fēng)裝置、可伸縮直桿以及固定裝置，迎風(fēng)裝置通過可伸縮直桿可移動安裝在固定裝置上；固定裝置為半圓形碗狀結(jié)構(gòu)，在半圓形碗狀結(jié)構(gòu)的開口端覆設(shè)封蓋，可伸縮直桿的頂端固定迎風(fēng)裝置，其底端穿過封蓋通過金屬圓錐形觸點(diǎn)與半圓形碗狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)部弧形壁接觸；可伸縮直桿穿過封蓋時(shí)，與封蓋接觸處安裝限位裝置，限位裝置對伸縮直桿的移動位置進(jìn)行限位；在半圓形碗狀結(jié)構(gòu)內(nèi)部的弧形壁上，均勻布設(shè)若干未封閉的圓環(huán)金屬導(dǎo)體，可伸縮直桿移動時(shí)，其底端的金屬圓錐形觸點(diǎn)在弧形壁上進(jìn)行滑動，與各圓環(huán)金屬導(dǎo)體形成連通；本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)在戶外惡劣條件下維持較高的測量準(zhǔn)確度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種風(fēng)力風(fēng)向傳感器及使用方法，屬于智能傳感技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

風(fēng)是由空氣流動引起的一種自然現(xiàn)象，有風(fēng)速和風(fēng)向兩種屬性。由于風(fēng)會很大程度的影響人們的勞作及其他社會活動，所以對于風(fēng)的傳感器研究尤為重要。

目前，測風(fēng)傳感器有風(fēng)速傳感器和風(fēng)向傳感器，風(fēng)速傳感器采用風(fēng)杯結(jié)構(gòu)，即采用三個(gè)風(fēng)杯相互間隔120°固定于轉(zhuǎn)軸上，且每個(gè)風(fēng)杯的直徑面(開口端面)都是與轉(zhuǎn)軸的軸線平行的。三個(gè)風(fēng)杯會沿著凹面凹進(jìn)方向旋轉(zhuǎn)，風(fēng)速越大，風(fēng)杯轉(zhuǎn)動越快，通過擬合轉(zhuǎn)速與風(fēng)速的關(guān)系測量風(fēng)速；風(fēng)向傳感器采用的測風(fēng)組件，包括風(fēng)標(biāo)桿、風(fēng)標(biāo)葉、配重錘，風(fēng)標(biāo)桿與轉(zhuǎn)軸連接，調(diào)節(jié)配重錘，使風(fēng)標(biāo)組件的重心點(diǎn)位于轉(zhuǎn)軸的軸線上。當(dāng)風(fēng)吹過，對空氣流動產(chǎn)生較大阻力的一端便會順風(fēng)轉(zhuǎn)動，顯示風(fēng)向。

現(xiàn)有傳感器都是通過轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動體現(xiàn)風(fēng)向和風(fēng)力的，但是在戶外條件惡劣極容易導(dǎo)致轉(zhuǎn)軸老化，使得測量準(zhǔn)確度降低；且現(xiàn)有的同時(shí)具有風(fēng)力風(fēng)向傳感功能的傳感器只是機(jī)械的將上述兩種傳感器結(jié)合，此類傳感器占地空間大，不易安裝。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種風(fēng)力風(fēng)向傳感器及使用方法，能夠?qū)崿F(xiàn)在戶外惡劣條件下維持較高的測量準(zhǔn)確度。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種風(fēng)力風(fēng)向傳感器，包括迎風(fēng)裝置、可伸縮直桿以及固定裝置，迎風(fēng)裝置通過可伸縮直桿可移動安裝在固定裝置上；

固定裝置為半圓形碗狀結(jié)構(gòu)，在半圓形碗狀結(jié)構(gòu)的開口端覆設(shè)封蓋，可伸縮直桿的頂端固定迎風(fēng)裝置，其底端穿過封蓋通過金屬圓錐形觸點(diǎn)與半圓形碗狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)部弧形壁接觸；

可伸縮直桿穿過封蓋時(shí)，與封蓋接觸處安裝限位裝置，迎風(fēng)裝置受風(fēng)力影響時(shí)，可伸縮直桿發(fā)生位移移動，限位裝置對伸縮直桿的移動位置進(jìn)行限位；

在半圓形碗狀結(jié)構(gòu)內(nèi)部的弧形壁上，均勻布設(shè)若干未封閉的圓環(huán)金屬導(dǎo)體，且若干圓環(huán)金屬導(dǎo)體的圓心同軸，可伸縮直桿移動時(shí)，其底端的金屬圓錐形觸點(diǎn)在弧形壁上進(jìn)行滑動，與各圓環(huán)金屬導(dǎo)體形成連通；

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選，前述的迎風(fēng)裝置包括若干個(gè)腔室，若干個(gè)腔室以可伸縮直桿為中心，環(huán)繞可伸縮直桿布設(shè)；

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選，在每個(gè)腔室的頂部開口處覆設(shè)弧形封頂；

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選，每個(gè)未封閉的圓環(huán)金屬導(dǎo)體串聯(lián)一個(gè)匹配的電阻R_匹，在半圓形碗狀結(jié)構(gòu)的封蓋側(cè)面開設(shè)模擬量輸出接口以及電源接口，電阻的一端連接圓環(huán)金屬導(dǎo)體以及模擬量輸出接口，其另一端通過電源接口連接電源負(fù)極；

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選，伸縮直桿底端的金屬圓錐形觸點(diǎn)的弧面半徑等于半圓形碗狀結(jié)構(gòu)的弧面半徑；

金屬圓錐形觸點(diǎn)底面的圓弧弦長等于相鄰兩個(gè)圓環(huán)金屬導(dǎo)體之間的直線距離；

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選，前述的限位裝置為圓球，其嵌設(shè)在封蓋中，且可自由轉(zhuǎn)動；

在圓球與封蓋接觸處覆設(shè)防水裝置，防水裝置采用柔性防水材料制成；

一種基于上述任意所述風(fēng)力風(fēng)向傳感器的使用方法，