专利名称：一种风向传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及传感器技术领域，具体涉及一种风向传感器。
背景技术：
现代社会日益注重全球环境保护，而风向也越来越需要在大范围被实时、精确地测量出来。风向传感器主要用于建筑机械、铁路、港口、码头、电厂、气象、索道、环境、温室、养殖、公路交通和机场的风向观测，为交通运输及生产提供准确、可靠的气象信息，这些信息将帮助相关人员确定最优的工作方案，从而保证人员和交通工具的安全。风向传感器是指能够测量0-360度的风向的传感器，专门用于监测风向。如中国专利公开一种风向传感器，公开号为201796048U,它包括风向标、壳体、传动轴、加热板电路、风向转换电路、底座、N/S极标记，风向标装在传动轴上，传动轴外装有短定位套、精密轴承、长定位套、定位螺柱，定位螺柱固定在壳体中，上面的精密轴承两边装有两个孔用弹性挡圈，孔用弹性挡圈固定在壳体中，下面的精密轴承外圈与壳体紧密固定，磁钢通过六角定位帽固定在定痊螺柱的末端，磁钢处于风向转换电路上方，风向转换电路固定在底座上。它适应用于海洋、沿海、沙漠、冻雨、高山等气候恶劣条件下准确测量风的方向。在该现有技术中，在精密轴承与长/短定位套之间设置有孔用弹性挡圈，用来固定精密轴承，该弹性档圈增大了其与精密轴承之间的摩擦力，从而可以防止精密轴承由于受重力作用沿传动轴下滑，但是，该弹性挡圈由于增大了摩擦力，也容易引起精密轴承卡涩、卡死，从而影响风向标转动，导致测量精度下降。此外，在该专利文献公开的方案中，风向传感器壳体与底座通过密封胶密封，由于风向传感器用于海洋、沿海、沙漠、冻雨、高山等气候恶劣条件下，在风力长期作用下，受到风的推力，剧烈振动，其密封胶容易老化，引起底座和壳体的连接松动，从而造成风向传感器信号输出不正常。
实用新型内容为此，本实用新型所要解决的一个技术问题是现有技术中风向传感器的弹性挡圈容易引起精密轴承卡涩、卡死会影响风向标转动，进而影响测量精度的问题，从而提出一种精密轴承不会卡涩、卡死，具有较高测量精度的风向传感器；本实用新型所要解决的另一个技术问题是现有技术中的风向传感器使用密封胶密封，容易老化，引起底座和壳体的连接松动，从而造成风向传感器信号输出不正常的技术问题，从而提供一种底座和壳体可以稳固连接、使用寿命长的一种风向传感器。为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下一种风向传感器，包括风标部，随空气流动的方向而摆动；轴承部，与所述风标部的轴连接，在所述风标部的带动下转动；风向获得部，与所述轴承部的轴连接，获得风向； 所述轴承部和所述风向获得部设置在壳体内，所述壳体与底座相连接，线缆组件与所述风向获得部连接，并从所述底座引出；所述壳体上成型有与所述轴承部的轮廓配合的容置空间。所述容置空间为能够固定所述轴承部的阶状。所述壳体与所述底座通过螺纹连接，采用密封胶和自攻螺钉加固。所述风向获得部包括方位盘码和风向转换电路，所述方位盘码与所述轴承部连接，通过所述轴承部的转动，带动所述方位盘码的方位标识部转动，标识出方位；所述风向转换电路与所述方位盘码通过收发红外光电元件，将所述方位转换为电信号。所述方位码盘与六角定位套连接，所述轴承部与双径定位套连接，所述方向码盘由所述六角定位套和所述双径定位套固定连接于所述风向转换电路上方，且与所述风向转换电路平行。所述风向转换电路包括光电转换电路、电源电路和模拟信号输出电路；所述光电转换电路，包括相互电连接的格雷码转换ニ进制电路、六反相施密特触发器、四ニ输入异或门、运算放大器、光电耦合器、电阻、电容和ニ极管；所述格雷码转换ニ进制电路的输出端与所述六反相施密特触发器和所述四ニ输入异或门的输入部相连，将电信号转换成ニ进制码信号，再将所述ニ进制码信号转换成电信号输出，六反相施密特触发器和所述四ニ输入异或门的输入部与第一插座相连，通过第一插座与所述电源电路相连，所述六反相施密特触发器和所述四ニ输入异或门的输出部与所述运算放大器相连，所述运算放大器的输出部与所述光电稱合器(统一名称？收发广电稱合器还是光电稱合器)相连，所述光电耦合器向所述方位码盘发射光信号，并接收反射回的光信号，将所述光信号转换成电信号，所述光电耦合器的输出部与所述第一插座相连，通过所述第一插座连接至所述模拟信号输出电路；所述模拟信号输出电路，包括相互电连接的运算放大器、ニ极管、电阻保险丝、场效应管、电阻和电容；所述运算放大器的输入部分别与所述电源电路和所述第一插座相连，接收所述光电转换电路传送的信号，所述运算放大器的输出部通过ニ极管、电阻、电容和电阻保险丝，连接至所述第二插座，通过所述第二插座将转换的电信号输出至所述风向传感器的其他电路中；所述模拟信号输出电路还包括四个短接点，所述四个短接点根据所述光电转换电路输出的不同信号，分别导通，使所述模拟信号输出电路输出至第二插座的信号不同；所述电源电路，包括相互电连接的电阻保险丝、ニ极管、稳压ニ极管、三端稳压块、电容、电阻和场效应管；所述电源电路与所述模拟信号输出电路直接相电连接，所述电源电路通过第一插座与所述光电转换电路相连。所述风向部包括风向标和风向杆。所述模拟信号输出电路还包括四个短接点，可输出四种不同电流或电压信号。所述轴承部包括精密轴承、轴上短定位套和长定位套，所述精密轴承套设于所述上短定位套和长定位套之间。本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点:1.本实用新型所述的风向传感器，包括风标部、轴承部、风向获得部、壳体、底座以及线缆组件，所述壳体上成型有与所述轴承部的轮廓配合的容置空间，该方案中取消了现有技术中孔用弹性挡圈的设置，而是通过在壳体上车成阶状来固定精密轴承，在固定轴承的同时，还避免了弹性挡圈引起精密轴承卡涩、卡死、脱落，影响测量精度的问题。2.本实用新型的风向传感器，所述壳体上成型有能够固定所述轴承部的阶状，通过阶状的设置将所述轴承进行固定，不仅加工简单，而且避免了现有技术中弹性挡圈的卡涩、卡死、脱落的问题。3.本实用新型所述的风向传感器，在壳体与底座接触位置设置自攻螺钉来固定壳体与底座，可以防止密封胶老化使壳体与底座连接松动，造成风向传感器输出信号不正常的问题。4.本实用新型所述的风向传感器，设置有光电转换电路，其内设置的光电耦合器为收发一体式，体积较小，同时测量较为精确。
为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中图1为本实用新型实施例一的风向传感器的结构示意图；图2为本实用新型实施例一的风向转感器的光电转换电路示意图；图3为本实用新型实施例一的风向传感器的模拟输出电路和电源电路示意图；图中附图标记表示为1-风标部，2-上短定位套，3-精密轴承，4-长定位套，5-N级标记，6-内六角圆柱头螺钉，7-双径定位套，8-温控加热板，9-六角定位套，10-方位码盘，11-风向转换电路，12-壳体，13-底座，14-自攻螺钉，15-线缆组件，16-S极标记。
具体实施方式
‘实施例1 :如图1所示，一种风向传感器，包括风标部1，所述风向部I包括风向标和风向杆及转动轴。所述风向标在风力的推动下，发生偏移，即随空气流动的方向而摆动。轴承部，与所述风标部I的轴连接，在所述风标部的带动下转动；风向获得部，与所述轴承部连接，获得风向，本实施例中的所述风向获得部采用现有技术中常用的风向获得部件，所述风向获得部包括方位盘码10和风向转换电路11，所述方位盘码10与所述轴承部连接，通过所述轴承部的转动，带动所述方位盘码10的方位标识部转动，标识出方位；所述风向转换电路11与所述方位盘码10通过收发红外光电元件如收发红外光电管，将所述方位转换为电信号；所述轴承部和所述风向获得部设置在壳体12内，所述壳体12与底座13相连接，线缆组件15与所述风向转换电路11连接，并从所述底座13引出；所述壳体12上成型有与所述轴承部的轮廓配合的容置空间，此处所述容置空间为能够固定所述轴承部的阶状。通过所述阶状的设置，使轴承部能够固定，避免了设置弹性挡圈，增大摩擦力，使轴承容易卡涩、卡死的现象。作为可以变换的实施方式，所述容置空间还可以设置为能够固定所述轴承部的其他形状，如扣状突出。实施例2 在上述实施例1的基础上，所述壳体与所述底座通过螺纹连接，采用密封胶和自攻螺钉加固。此种连接方式可以防止密封胶老化使壳体与底座连接松动，造成风向传感器输出信号不正常的问题。进ー步，为了保证所述方位码盘10与所述轴承部的牢固连接，所述方位码盘10与六角定位套9连接，所述轴承部与双径定位套7连接，所述方向码盘10由所述六角定位套9和所述双径定位套7固定连接于所述风向转换电路11上方，且与所述风向转换电路11平行。实施例3:在上述实施例1和2的基础上，本实施例中的所述轴承部包括精密轴承3、上短定位套2和长定位套4，所述精密轴承3套设于所述上短定位套2和长定位套4之间，以固定所述精密轴承3。在本实施例中，所述风向转换电路11包括光电转换电路、电源电路和模拟信号输出电路，如图2和图3所示，。具体如下:所述光电转换电路，包括相互电连接的六反相施密特触发器Tl、四ニ输入异或门T2、运算放大器T3、光电耦合器Q8、Q9、Q10、QlU Q12、电阻、电容和ニ极管Ql、Q2、Q3、Q4、Q5和Q6 ;所述六反相施密特触发器Tl的输入部和所述四ニ输入异或门T2的输入部与第一插座X7相连，通过第一插座X7与所述电源电路相连，所述六反相施密特触发器Tl的输出部和所述四ニ输入异或门T2的输出部与所述运算放大器T3相连，所述运算放大器T3的输出部与所述光电耦合器相连，所述光电耦合器向所述方位码盘10发射光信号，并接收反射回的光信号，将所述光信号转换成电信号，所述光电耦合器的输出部与所述第一插座X7相连，通过所述第一插座X7连接至所述模拟信号输出电路；所述模拟信号输出电路，包括相互电连接的运算放大器T4、ニ极管Dl、D3、电阻保险丝R02、场效应管Ql、电阻和电容；所述运算放大器T4的输入部分别与所述电源电路及所述第一插座X7相连，接收所述光电转换电路传送的信号，所述运算放大器T4的输出部通过ニ极管、电阻、电容和电阻保险丝R02，连接至所述第二插座X8，通过所述第二插座X8将转换的电信号输出至所述风向传感器的其他电路中；所述模拟信号输出电路还包括四个短接点P1、P2、P3、P4，所述四个短接点根据所述光电转换电路输出的不同信号，分别导通，使所述模拟信号输出电路输出至第二插座X8的信号不同；所述电源电路，包括相互电连接的电阻保险丝R01、ニ极管D2、D4、稳压ニ极管W1、W 2、三端稳压块Q3、电容C1、C2、C3、C6、电阻R12、R13和场效应管Q4、Q5 ;所述电源电路与所述模拟信号输出电路直接相电连接，所述电源电路通过第一插座X7与所述光电转换电路相连。在本实施例中，所述壳体12内还设置有温控加热板8，所述温控加热板8处于所述风向转换电路上方，通过所述内六角圆柱头螺钉6固定于壳体12内，所述温控加热板8使所述风向传感器具有自动控温和消除霜冻的功能。为了方位显示更加清楚明确，所述壳体12上还设置有N极标记5和S极标记16，以作为识别方向的标记。同样，在本实施例中，所述壳体12与所述底座13通过螺纹，采用密封胶和自攻螺钉加固连接。所述壳体与所述底座若仅通过螺纹密封胶连接，当密封胶老化时，所述壳体12与所述底座13产生缝隙造成測量不准确，在其上设置自功螺钉，使所述壳体12和所述底座13的连接更加稳固，在风的长期作用力下，延长使用寿命。本发明的所述风向传感器工作时，所述风向标在风力的推动下，发生转动，带动所述轴承部也发生转动，所述方位盘码10在所述轴承部的作用下，也随之在平面内转动，带动所述方位盘码10的方位标识部转动，标识出方位；所述风向转换电路11所位于的平面与所述方位码盘10所位于的平面平行，所述光电转换电路中的光电耦合器向所述方向码盘10发射红外光信号，并接收所述方位码盘反射的红外光信号，由于方位码盘10转动位置发生变化，其反射回的光信号也有所不同，所述光电耦合器中的接收器接收方位码盘10反射回来的光信号，并通过光电效应，将所述光信号转换成电信号，由所述模拟信号输出电路经放大后输出所述电信号，包括电流、电压，根据电信号的不同值，判断风向，并通过线缆组件将风向信号输出，从而实现风向传感器的功能。 显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。
权利要求1.一种风向传感器,包括: 风标部，随空气流动的方向而摆动； 轴承部，与所述风标部的轴连接，在所述风标部的带动下转动； 风向获得部，与所述轴承部的轴连接，获得风向； 所述轴承部和所述风向获得部设置在壳体内，所述壳体与底座相连接，线缆组件与所述风向获得部连接，并从所述底座引出； 其特征在于，所述壳体上成型有与所述轴承部的轮廓配合的容置空间。
2.根据权利要求1所述的风向传感器，其特征在于，所述容置空间为能够固定所述轴承部的阶状。
3.根据权利要求1或2所述的风向传感器，其特征在于，所述壳体与所述底座通过螺纹连接，采用密封胶和自攻螺钉加固。
4.根据权利要求1所述的风向传感器，其特征在于，所述风向获得部包括方位盘码和风向转换电路，所述方位盘码与所述轴承部连接，通过所述轴承部的转动，带动所述方位盘码的方位标识部转动，标识出方位；所述风向转换电路与所述方位盘码通过收发红外光电元件，将所述方位转换为电信号。
5.根据权利要求4所述的风向传感器，其特征在于，所述方位码盘与六角定位套连接，所述轴承部与双径定位套连接，所述方向码盘由所述六角定位套和所述双径定位套固定连接于所述风向转换电路上方，且与所述风向转换电路平行。
6.根据权利要求5所述的风向传感器，其特征在于，所述风向转换电路包括光电转换电路、电源电路和模拟信 号输出电路；， 所述光电转换电路，包括相互电连接的格雷码转换二进制电路、六反相施密特触发器、四二输入异或门、运算放大器、光电耦合器、电阻、电容和二极管；所述格雷码转换二进制电路的输出端与所述六反相施密特触发器和所述四二输入异或门的输入部相连，将电信号转换成二进制码信号，再将所述二进制码信号转换成电信号输出，六反相施密特触发器和所述四二输入异或门的输入部与第一插座相连，通过第一插座与所述电源电路相连，所述六反相施密特触发器和所述四二输入异或门的输出部与所述运算放大器相连，所述运算放大器的输出部与所述光电耦合器相连，所述光电耦合器向所述方位码盘发射光信号，并接收反射回的光信号，将所述光信号转换成电信号，所述光电耦合器的输出部与所述第一插座相连，通过所述第一插座连接至所述模拟信号输出电路； 所述模拟信号输出电路，包括相互电连接的运算放大器、二极管、电阻保险丝、场效应管、电阻和电容；所述运算放大器的输入部分别与所述电源电路和所述第一插座相连，接收所述光电转换电路传送的信号，所述运算放大器的输出部通过二极管、电阻、电容和电阻保险丝，连接至所述第二插座，通过所述第二插座将转换的电信号输出至所述风向传感器的其他电路中；所述模拟信号输出电路还包括四个短接点，所述四个短接点根据所述光电转换电路输出的不同信号，分别导通，使所述模拟信号输出电路输出至第二插座的信号不同； 所述电源电路，包括相互电连接的电阻保险丝、二极管、稳压二极管、三端稳压块、电容、电阻和场效应管；所述电源电路与所述模拟信号输出电路直接相电连接，所述电源电路通过第一插座与所述光电转换电路相连。
7.根据权利要求1所述的风向传感器，其特征在于，所述风向部包括风向标和风向杆。
8.根据权利要求6所述的风向传感器，其特征在干，所述模拟信号输出电路还包括四个短接点，可输出四种不同电流或电压信号。
9.根据权利要求1或4或5或6或7或8所述的风向传感器，其特征在于，所述轴承部包括精密轴承、轴上短定位 套和长定位套，所述精密轴承套设于所述上短定位套和长定位套之间。
专利摘要本实用新型涉及一种风向传感器，包括风标部，随空气流动的方向而摆动；轴承部，与风标部连接，在风标部的带动下转动；风向获得部，与轴承部连接，获得风向；轴承部和所述风向获得部设置在壳体内，壳体与底座相连接，线缆组件与风向获得部连接，并从底座引出；壳体上成型有与轴承部的轮廓配合的容置空间。本实用新型所述的方案中取消了现有技术中孔用弹性挡圈的设置，而是通过在壳体上车成阶状来固定精密轴承，在固定轴承的同时，还避免了弹性挡圈引起精密轴承卡涩、卡死，影响测量精度的问题。
文档编号G01P13/02GK202916295SQ20122068432
公开日2013年5月1日 申请日期2012年12月10日 优先权日2012年12月10日
发明者叶阿敏, 张胜德 申请人:浙江贝良风能电子科技有限公司