超声波测风装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种超声波测风装置，用于测量风速风向。该超声波测风装置包括超声波收发装置；用于测风及容纳所述超声波收发装置的腔体；用于获取并处理所述超声波收发装置数据的主电路板，所述主电路板通过接口连接所述超声波收发装置，采用超声波传输特性，利用其反射原理，使其在一个测风腔体里产生共振，提供超声换能器发射功率。采用本实用新型提供的超声波测风装置，可以适应不同的外界环境，且体积小巧，测量精度高，结构紧密，防水防尘。
【专利说明】超声波测风装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及超声波测量领域，更具体的，涉及一种超声波测风装置。
【背景技术】
[0002]随着技术的发展传统的机械式(三角风杯、风向标)测风仪存在着测量不够准确，易产生机械磨损、风沙附着等问题而造成测量误差。因此利用超声波等传感技术进行测量风速、风向的装置相继而生。该设计无机械装置，稳定性及耐用度高。但目前超声测量风速风向设备存在设备体积大，易产生干扰等问题。
[0003]因此，现有的测风设备存在设备体积大，易产生干扰等问题。
实用新型内容
[0004]本实用新型提供一种超声波测风装置，可以在有限的腔体内产生共振的方式进行风速、风向的测量。能适应不同的外界环境，且体积小巧。
[0005]为了实现上述目的，本实用新型提供一种超声波测风装置，并采用如下技术方案:
[0006]超声波测风装置包括:超声波收发装置；用于测风及容纳所述超声波收发装置的腔体；用于获取并处理所述超声波收发装置数据的主电路板，所述主电路板通过接口连接所述超声波收发装置。
[0007]进一步地，所述超声波收发装置包括:用于安装所述腔体以及所述主电路板的容纳装置，所述容纳装置包括底座与上盖，所述上盖用于密封所述腔体的顶部。
[0008]进一步地，所述超声波收发装置包括:超声波换能器组，所述超声波换能器组包括:用于根据激发发送第一超声波的第一超声波换能器；用于根据所述第一超声波的激发发送第二超声波的第二超声波换能器；用于根据所述第二超声波的激发发送第三超声波并将所述第三超声波发送至所述第一超声波换能器的第三超声波换能器；其中，所述第一超声波换能器、所述第二超波声换能器与所述第三超声波换能器之间距离相等。
[0009]进一步地，所述超声波收发装置还包括:用于安装所述超声波换能器组的安装底座，所述安装底座设置在所述腔体中，并与所述腔体中部空出部分形成上下平行面，使所述超声波换能器组的能量在这两个平行面上不停反射。
[0010]进一步地，所述的超声波测风装置还包括:用于对所述超声波收发装置进行加热的导热装置，所述导热装置设置在所述腔体与所述上盖之间。
[0011]进一步地，所述导热装置包括:用于产生热量的加热管；用于将所述热量传递到所述上盖的导热垫，所述导热垫与所述加热管层叠在一起。
[0012]进一步地，所述的超声波测风装置还包括:用于隔离外部噪声的隔离片，所述隔离片设置在所述上盖与所述腔体之间。
[0013]进一步地，所述接口为将换能器转接板。
[0014]进一步地，所述主电路板包括:安装用于处理所述数据的MCU处理器与所述换能器转接板的第一板面，以及用于安装为所述超声波换能器组提供发射波形，并对所述超声波换能器组进行控制的FPGA处理芯片的第二板面；所述第一板面与所述第二板面通过双面贴片的方式组成所述主电路板。
[0015]进一步地，所述主电路板还包括:用于使得所述MCU处理器与所述FPGA处理芯片与外界进行通讯的通讯接口板，通讯接口板连接分别连接所述MCU处理器与所述FPGA处理
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[0016]本实用新型的有益之处在于:采用超声波传输特性，利用其反射原理，使其在一个测风腔体里产生共振，提供超声换能器发射功率。采用自适应算法使其根据环境变化而自适应调整共振频率使其可以工作在共振状态下。可以使装置适应不同的外界环境，且体积小巧。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型实施例所述的超声波测风装置的爆炸结构示意图；
[0018]图2为本实用新型实施例所述的超声波测风装置装配完成后的结构示意图；
[0019]图3为本实用新型实施例所述的腔体截面图；
[0020]图4为本实用新型实施例所述的腔体主视图。
[0021]图中标记:1容纳装置、2腔体、3传感器座安装底座、4主电路板、6底座、7安装定位孔、8加热管、9上盖、10导热垫、11隔离片。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。
[0023]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0024]如图1到图4所示，本实用新型提供的超声波测风装置包括:超声波收发装置；用于测风及容纳所述超声波收发装置的腔体2 ;用于获取并处理所述超声波收发装置数据的主电路板4，所述主电路板4通过接口连接所述超声波收发装置。
[0025]优先地，所述超声波收发装置包括:用于安装所述腔体2以及所述主电路板4的容纳装置I，所述容纳装置I包括底座6与上盖9，所述上盖9用于密封所述腔体2的顶部。所述超声波收发装置还包括:超声波换能器组，所述超声波换能器组包括:用于根据激发发送第一超声波的第一超声波换能器；用于根据所述第一超声波的激发发送第二超声波的第二超声波换能器；用于根据所述第二超声波的激发发送第三超声波并将所述第三超声波发送至所述第一超声波换能器的第三超声波换能器；其中，所述第一超声波换能器、所述第二超波声换能器与所述第三超声波换能器之间距离相等。
[0026]优先地，所述超声波收发装置还包括:用于安装所述超声波换能器组的安装底座3，所述安装底座3设置在所述腔体2中，并与所述腔体2中部空出部分形成上下平行面，使所述超声波换能器组的能量在这两个平行面上不停反射。
[0027]优先地，所述超声波收发装置还包括:用于对所述超声波收发装置进行加热的导热装置，所述导热装置设置在所述腔体2与所述上盖9之间。导热装置包括用于产生热量的加热管8 ;用于将所述热量传递到所述上盖9的导热垫10，所述导热垫10与所述加热管
8层叠在一起。
[0028]优先地，所述超声波收发装置还包括用于隔离外部噪声的隔离片11，所述隔离片11设置在所述上盖9与所述腔体2之间。所述接口为将换能器转接板。
[0029]优先地，所述主电路板4包括:安装用于处理所述数据的MCU处理器与所述换能器转接板的第一板面，以及用于安装为所述超声波换能器组提供发射波形，并对所述超声波换能器组进行控制的FPGA处理芯片的第二板面；所述第一板面与所述第二板面通过双面贴片的方式组成所述主电路板4。
[0030]优先地，所述主电路板还包括:用于使得所述MCU处理器与所述FPGA处理芯片与外界进行通讯的通讯接口板，通讯接口板连接分别连接所述MCU处理器与所述FPGA处理芯片。
[0031]本装置体积小，便于装置的安装，同时测风设备安装在室外空旷的高点区域，体积小利用设备的稳定，并且起到防雷的效果。并且由于结构紧密，也起到了防水防尘的作用。
[0032]本实用新型提供的超声波测风装置可以自适应环境的影响，提高测量准确度，且采用的自适应共振技术，可以使装置适用于不同的外界环境，同时使装置在同一地区不同的环境温度及风速的影响下可以自动调节，使其测量更加准确。
[0033]由于超声波测风装置精度较高(数据采集控制采用纳秒级计时)，并且装置体积小，超声换能器传输距离短，保证了装置的测量准确度，同时提高了生产效率。
[0034]超声波测风装置可以根据风速、风向值计算出风的温度，根据此温度通过自适应加热算法进行计算，根据计算结果进行加热功率控制，保证设备尽量工作在恒温的状态。此技术可以使设备工作在严寒地区，当温度较低时装置自动启动加热功能，根据外界温度进行加热功率控制，保证装置不结冰，使装置可以正常工作。
[0035]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种超声波测风装置，其特征在于，包括: 超声波收发装置； 用于测风及容纳所述超声波收发装置的腔体； 用于获取并处理所述超声波收发装置数据的主电路板，所述主电路板通过接口连接所述超声波收发装置。
2.根据权利要求1所述的超声波测风装置，其特征在于，所述超声波收发装置包括: 用于安装所述腔体以及所述主电路板的容纳装置，所述容纳装置包括底座与上盖，所述上盖用于密封所述腔体的顶部。
3.根据权利要求1所述的超声波测风装置，其特征在于，所述超声波收发装置包括:超声波换能器组，所述超声波换能器组包括: 用于根据激发发送第一超声波的第一超声波换能器； 用于根据所述第一超声波的激发发送第二超声波的第二超声波换能器； 用于根据所述第二超声波的激发发送第三超声波并将所述第三超声波发送至所述第一超声波换能器的第三超声波换能器； 其中，所述第一超声波换能器、所述第二超波声换能器与所述第三超声波换能器之间距离相等。
4.根据权利要求3所述的超声波测风装置，其特征在于，所述超声波收发装置还包括: 用于安装所述超声波换能器组的安装底座，所述安装底座设置在所述腔体中，并与所述腔体中部空出部分形成上下平行面，使所述超声波换能器组的能量在这两个平行面上不停反射。
5.根据权利要求2所述的超声波测风装置，其特征在于，还包括: 用于对所述超声波收发装置进行加热的导热装置，所述导热装置设置在所述腔体与所述上盖之间。
6.根据权利要求5所述的超声波测风装置，其特征在于，所述导热装置包括: 用于产生热量的加热管； 用于将所述热量传递到所述上盖的导热垫，所述导热垫与所述加热管层叠在一起。
7.根据权利要求2所述的超声波测风装置，其特征在于，还包括: 用于隔离外部噪声的隔离片，所述隔离片设置在所述上盖与所述腔体之间。
8.根据权利要求1所述的超声波测风装置，其特征在于，所述接口为将换能器转接板。
9.根据权利要求8所述的超声波测风装置，其特征在于，所述主电路板包括: 安装用于处理所述数据的MCU处理器与所述换能器转接板的第一板面，以及用于安装为所述超声波换能器组提供发射波形，并对所述超声波换能器组进行控制的FPGA处理芯片的第二板面；所述第一板面与所述第二板面通过双面贴片的方式组成所述主电路板。
10.根据权利要求9所述的超声波测风装置，其特征在于，所述主电路板还包括: 用于使得所述MCU处理器与所述FPGA处理芯片与外界进行通讯的通讯接口板，通讯接口板连接分别连接所述MCU处理器与所述FPGA处理芯片。
【文档编号】G01P5/24GK203825032SQ201420224155
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年5月4日 优先权日:2014年5月4日
【发明者】王晓敬 申请人:北京爱信德科技有限公司