风速和风向检测装置 |
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| 申请号 | CN201610044816.3 | 申请日 | 2016-01-22 | 公开(公告)号 | CN105699687A | 公开(公告)日 | 2016-06-22 |
| 申请人 | 北京至感传感器技术研究院有限公司; | 发明人 | 詹姆斯·刘; | ||||
| 摘要 | 本 发明 的目的是提供一种 风 速和风向检测装置，包括风速放大管道、热源和惠斯通电桥，每个惠斯通电桥含有4个 温度 传感器 桥臂，热源被惠斯通电桥的桥臂包围，温度传感器和热源位于风速放大管道内。风速和风向带来温差，惠斯通电桥中的温度传感器感应到温差，带来 电压 值的变化，因此电压值的变化可以反应风速和风向，又由于风速放大管道的引入放大了风速，因此本发明有效提高了风速和风向的测量 精度 。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种风速和风向检测装置，其特征在于，包括风速放大管道、热源和惠斯通电桥，每个惠斯通电桥含有4个温度传感器桥臂，热源被惠斯通电桥的桥臂包围，温度传感器和热源位于风速放大管道内。 |
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| 说明书全文 | 风速和风向检测装置技术领域[0001] 本发明涉及检测装置，尤其涉及一种风速和风向检测装置。 背景技术[0002] 目前，农业部门、气象部门、煤矿安全、机械车辆的运行、火箭发射和子弹校准等应用都需要精准的高灵敏度风速和风向检测装置，但常见的风速和风向检测装置测量精度不高，不能满足应用中的实际需求，因此，人们需要高精度的风速和风向检测装置。 发明内容[0003] 本发明的目的是提供一种风速和风向检测装置，提高风速和风向检测的精度。 [0004] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是： [0007] 在上述任意实施例的基础上，进一步地，风速放大管道的两端开口为喇叭状，中部狭窄。 [0008] 在上述任意实施例的基础上，进一步地，风速放大管道的个数为4个，4个风速放大管道沿管道方向的中垂线位于同一水平面内，中心处相连通，相邻管道之间呈45度角；包含温度传感器的惠斯通电桥的个数为2个，分别位于所述中心处的顶部和底部；热源的个数为2个，分别被顶部和底部的惠斯通电桥的桥臂包围。 [0009] 或者，进一步地，风速放大管道的个数为1个；包含温度传感器的惠斯通电桥的个数为1个，位于风速放大管道的中心处的顶部或底部；热源的个数为1个。在此基础上，进一步地，还包括底座，所述底座为可旋转结构。 [0010] 或者，进一步地，风速放大管道的个数为2个，2个风速放大管道的中心处相连通，两管道之间呈90度角；包含温度传感器的惠斯通电桥的个数为1个，位于所述中心处的顶部或底部；热源的个数为1个。 [0011] 或者，进一步地，风速放大管道的个数为4n个，n是自然数，n>1，4n个风速放大管道沿管道方向的中垂线位于同一水平面内，中心处相连通，相邻管道之间呈360/8n度角；包含温度传感器的惠斯通电桥的个数为2n个，其中n个位于所述中心处的顶部，另外n个位于所述中心处的底部；热源的个数为2n个，其中n个分别被顶部的惠斯通电桥的桥臂包围，另外n个分别被底部的惠斯通电桥的桥臂包围。 [0012] 在上述任意实施例的基础上，进一步地，相邻的风速放大管道的开口相连接。 [0013] 在上述任意实施例的基础上，进一步地，还包括底座，所述底座用于支撑风速放大管道、热源和温度传感器。 [0014] 本发明的有益效果是： [0015] 本发明的目的是提供一种风速和风向检测装置，包括风速放大管道、热源和惠斯通电桥，每个惠斯通电桥含有4个温度传感器桥臂，热源被惠斯通电桥的桥臂包围，温度传感器和热源位于风速放大管道内。风速和风向带来温差，惠斯通电桥中的温度传感器感应到温差，带来电压值的变化，因此电压值的变化可以反应风速和风向，又由于风速放大管道的引入放大了风速，因此本发明有效提高了风速和风向的测量精度。附图说明 [0016] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。 [0017] 图1示出了本发明实施例提供的一种风速和风向检测装置的侧视图； [0018] 图2示出了本发明实施例提供的一种风速和风向检测装置的俯视图； [0019] 图3示出了本发明实施例提供的一种风速和风向检测装置的立体图； [0020] 图4示出了本发明实施例提供的一种风速和风向检测装置的惠斯通电桥的电路图。 [0021] 图中，3.惠斯通电桥和热源，4.惠斯通电桥和热源，5.风速放大管道，6.底座，7.赃物过滤网。 具体实施方式[0022] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。 [0023] 本发明实施例提供的一种风速和风向检测装置，包括风速放大管道、热源和惠斯通电桥，每个惠斯通电桥含有4个温度传感器桥臂，热源被惠斯通电桥的桥臂包围，温度传感器和热源位于风速放大管道内。 [0024] 惠斯通电桥的电路结构如图4所示。在检测装置中，热源被惠斯通电桥的桥臂包围，检测风速和风向时，风扰动热源散发的热量，为惠斯通电桥所在区域带来温差，惠斯通电桥中的温度传感器感应到温差，带来电压值的变化，因此电压值的变化可以反应风速和风向，又由于风速放大管道的引入放大了风速，因此本发明有效提高了风速和风向的测量精度。 [0025] 温度传感器桥臂即采用温度传感器作为惠斯通电桥的桥臂。本发明实施例对作为惠斯通电桥的桥臂的温度传感器不做限定，可以采用热敏电阻、热电偶或者电容式温度传感器。优选的，温度传感器桥臂可以为热敏电阻,电容式温度传感器,或者并联的热敏电阻和电容式温度传感器。 [0026] 本发明实施例中，对风速放大管道的两端开口的横截面的形状不做限定，可以为圆形，也可以为矩形、菱形或其他形状，只要保证风速放大管道的两端开口的横截面积大于中部的横截面积，即可利用Venturi效应放大风速。在上述任意实施例的基础上，优选的，风速放大管道的两端开口可以为喇叭状，中部狭窄。 [0027] 本发明实施例中，风速放大管道的个数为至少1个，温度传感器的个数为至少1个，热源的个数至少为1个。在上述任意实施例的基础上，优选的，如图1、图2和图3所示，风速放大管道5的个数可以为4个，4个风速放大管道沿管道方向的中垂线位于同一水平面内，中心处相连通，相邻管道之间呈45度角；如图1中3、4所示，热源和包含温度传感器的惠斯通电桥的个数可以都是2个，2个惠斯通电桥分别位于中心处的顶部和底部；2个热源分别被顶部和底部的惠斯通电桥的桥臂包围。4个风速放大管道5的8个开口，分别对应东、西、南、北、东北、西北、东南、西南8个方向，可以精确地测量各个方位的风向。1个温度传感器和1个热源为一组，两组的配合使检测装置的精度更高。 [0028] 或者，优选的，风速放大管道的个数可以为1个；包含温度传感器的惠斯通电桥的个数可以为1个，位于风速放大管道的中心处的顶部或底部；热源的个数可以为1个。本发明实施例所需要的元件数目最少，但是对于垂直于风速放大管道方向的风速风向来说测量效果较差。在此基础上，优选的，如图1所示，还可以包括底座6，底座6为可旋转结构。增加一个可旋转的底座6，通过旋转检测装置即可实现对风速和风向的多角度测量，根据不同方向的测量结果即可得出风速和风向。 [0029] 或者，优选的，风速放大管道的个数可以为2个，2个风速放大管道的中心处相连通，两管道之间呈90度角；包含温度传感器的惠斯通电桥的个数可以为1个，位于中心处的顶部或底部；热源的个数可以为1个。2个风速放大管道的4个开口，分别对应东、西、南、北4个方向，可以精确测量各个方位的风向。 [0030] 或者，优选的，风速放大管道的个数可以为2个，2个风速放大管道的中心处相连通，两管道之间呈90度角；包含温度传感器的惠斯通电桥的个数可以为2个，分别位于中心处的顶部和底部；热源的个数可以为2个，分别被顶部和底部的惠斯通电桥的桥臂包围。 [0031] 或者，优选的，风速放大管道的个数可以为4n个，n是自然数，n>1，4n个风速放大管道沿管道方向的中垂线位于同一水平面内，中心处相连通，相邻管道之间呈360/8n度角；包含温度传感器的惠斯通电桥的个数可以为2n个，其中n个位于中心处的顶部，另外n个位于中心处的底部；热源的个数可以为2n个，其中n个分别被顶部的惠斯通电桥的桥臂包围，另外n个分别被底部的惠斯通电桥的桥臂包围。风速放大管道越多，其开口越多，检测装置对风向的灵敏度越高，检测结果的精度也更高；多个包含温度传感器的惠斯通电桥的设置也使得检测结果精度提高。 [0032] 在上述任意实施例的基础上，进一步地，相邻的风速放大管道的开口可以为相连接的结构。将相邻的管道开口连接，有利于使所有的风速放大管道保持在同一水平面内，提高了检测装置的稳定性。 [0033] 在上述任意实施例的基础上，进一步地，还可以包括底座6，底座6用于支撑风速放大管道、热源和温度传感器。不靠底座6，而将风速放大管道、热源和传感器直接组合在一起，所需的传感器封装工艺要求较高，生产出来的检测装置寿命短，耐用性差，灵敏度也很容易受到影响。增加支撑底座6，分别支撑传感器和热源、风速放大管道，提高了传感器工作的安全性，同时减少了其他因素对传感器的干扰，有效提高了检测装置的灵敏度。 [0035] 尽管本发明已进行了一定程度的描述，明显地，在不脱离本发明的精神和范围的条件下，可进行各个条件的适当变化。可以理解，本发明不限于所述实施方案，而归于权利要求的范围，其包括所述每个因素的等同替换。 |
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