一体式风速风向仪的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了气象测量设备领域的一体式风速风向仪，包括椭圆形壳体，上壳体的纵向中心方向设有可转动的风标轴，下壳体的纵向中心方向设有可转动的风杯轴，风杯轴的底端往下延伸出下壳体，并在其底端安装有风杯，在风杯上安装有与风杯共同旋转的发热体，且在该发热体的内侧还设有固定在下壳体上用于产生交变磁场的交变磁场发生装置，以及与该交变磁场发生装置相连接并为其提供高频电流的高频电路。采用了磁感应加热方式来对风速风向仪进行加热，即本实用新型的发热体在随着转轴同步旋转的同时能切割交变磁场发生装置所产生的交变磁场，从而产生热量，并将该热量传递给风速风向仪，能够保证风速风向仪在低温条件下正常使用。
【专利说明】一体式风速风向仪
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及气象测量设备领域，具体涉及一体式风速风向仪。
【背景技术】
[0002]风速仪和风向仪是气象监测的常用设备。目前，应用于北方冬季的风速风向仪普遍存在结冰而导致风速风向仪不能正常工作的现象。由于风速风向仪的风杯和风标均是旋转部件，不能直接供电，现有的风速风向仪均主要采用安装在其外壳上的电阻丝或者其它发热装置升温，并通过热辐射的方式对风杯或者风标进行加热，以消除风速风向仪外壳上的结冰。
[0003]然而，由于热辐射是向各个方向发射，并且其效率远低于热传导的传热方式，因此，即使很大的发热功率也不能保证风速风向计在低温下正常工作，其大部热量散失在空气中。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的是解决以上缺陷，提供一体式风速风向仪，其结构简单，测量精度高，能够确保风速风向仪在低温条件下正常工作。
[0005]本实用新型的目的是通过以下方式实现的:
[0006]—体式风速风向仪，包括椭圆形壳体，壳体由上壳体和下壳体两部份连接构成，上壳体的纵向中心方向设有可转动的风标轴，风标轴的顶端往上延伸出上壳体，并在其顶端安装有风标，风标轴的底端安装有风标转盘，风标转盘表面开设有穿透风标转盘的透光孔，透光孔的上方固定有第一光电传感器，第一光电传感器连接有控制芯片，控制芯片用于将接受的电信号转换为风速和风向的数据，下壳体的纵向中心方向设有可转动的风杯轴，风杯轴的底端往下延伸出下壳体，并在其底端安装有风杯，风杯轴的顶端设有风杯转盘，风杯转盘表面开设有延伸至圆周上的导光槽，并在风杯转盘下方设有向上照射的光源，在风杯转盘的圆周外侧设有一安装在下壳体内侧面的第二光电传感器，该第二光电传感器与控制芯片电连接，在风杯上安装有与风杯共同旋转的发热体，且在该发热体的内侧还设有固定在下壳体上用于产生交变磁场的交变磁场发生装置，以及与该交变磁场发生装置相连接并为其提供高频电流的高频电路。所述交变磁场发生装置由内部设有轴承的圆盘形骨架，分布在该圆盘形骨架周边并嵌入在其内部的一根以上的导磁条，以及缠绕在该圆盘形骨架侧壁上的线圈组成，该轴承紧套在下壳体上，线圈则与高频电路相连接。
[0007]作为优选地，风杯转盘下方设有安装在下壳体内侧面的光源固定板，该光源架设在光源固定板上，该光源为LED灯阵。
[0008]作为优选地，所述上壳体的中心安装有圆锥状的第一滚子轴承，风标轴穿入第一滚子轴承，所述下壳体的中心安装有圆锥状的第二滚子轴承，风杯轴穿入第二滚子轴承。
[0009]作为优选地，所述上壳体与下壳体是通过法兰或者卡扣结构连接。
[0010]本实用新型所产生的有益效果是:测量风速时，利用旋转的风杯轴带动风杯转盘转动，使之圆周上的导光槽与第二光电传感器配合测得一个连续的风速脉冲信号，根据控制芯片将其风速脉冲信号转换得到风速数据，而风向的测量，通过转动的风杯转盘与透光孔重合，实现光源穿过风杯转盘和风标转盘，使得第一光电传感器检测到该风向的脉冲信号，控制芯片根据风向脉冲信号在风速脉冲信号中的位置、比例计算出转动的角度，具有风向和风速的测定，大大提高风向和风速的分辨率，同时采用了磁感应加热方式来对风速风向仪进行加热，即本实用新型的发热体在随着转轴同步旋转的同时能切割交变磁场发生装置所产生的交变磁场，从而产生热量，并将该热量传递给风速风向仪，能够保证风速风向仪在低温条件下正常使用。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1为本实用新型实施例的结构示意图；
[0012]图中，(I)壳体，(2)风杯轴，(3)风杯转盘，(4)导光槽，(5)第二光电传感器，(6)风标轴，(7)风标转盘，(8)透光孔，(9)第一光电传感器，(10)光源固定板，(11)风杯，(12)风标，(13)发热体，(14)导磁条，(15)线圈。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图与【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细描述。
[0014]本实施例，参照图1，一体式风速风向仪，包括椭圆形壳体I，壳体I由上壳体和下壳体两部份通过卡扣结构连接构成，上壳体的纵向中心方向设有可转动的风标轴6，风标轴6的顶端往上延伸出上壳体，并在其顶端安装有风标12，风标轴6的底端安装有风标转盘7，风标转盘7表面开设有穿透风标转盘7的透光孔8,透光孔8的上方固定有第一光电传感器9，第一光电传感器9连接有控制芯片，控制芯片用于将接受的电信号转换为风速和风向的数据，下壳体的纵向中心方向设有可转动的风杯轴2，风杯轴2的底端往下延伸出下壳体，并在其底端安装有风杯11，风杯轴2的顶端设有风杯转盘3，风杯转盘3表面开设有延伸至圆周上的导光槽4，并在风杯转盘3下方设有向上照射的LED灯阵，风杯转盘3下方设有安装在下壳体内侧面的光源固定板10，该LED灯阵架设在光源固定板10上，在风杯转盘3的圆周外侧设有一安装在下壳体内侧面的第二光电传感器5，该第二光电传感器5与控制芯片电连接，在风杯上安装有与风杯共同旋转的发热体13，且在该发热体13的内侧还设有固定在下壳体上用于产生交变磁场的交变磁场发生装置，以及与该交变磁场发生装置相连接并为其提供高频电流的高频电路。所述交变磁场发生装置由内部设有轴承的圆盘形骨架，分布在该圆盘形骨架周边并嵌入在其内部的一根以上的导磁条14，以及缠绕在该圆盘形骨架侧壁上的线圈15组成，该轴承紧套在下壳体上，线圈15则与高频电路相连接。
[0015]测量风速时，利用旋转的风杯轴2带动风杯转盘3转动，使之圆周上的导光槽4与第二光电传感器5配合测得一个连续的风速脉冲信号，根据控制芯片将其风速脉冲信号转换得到风速数据，而风向的测量，通过转动的风杯转盘3与透光孔8重合，实现光源穿过风杯转盘3和风标转盘7，使得第一光电传感器9检测到该风向的脉冲信号，控制芯片根据风向脉冲信号在风速脉冲信号中的位置、比例计算出转动的角度，具有风向和风速的测定，大大提闻风向和风速的分辨率。
[0016]根据实验在-20摄氏度环境温度下，传统加热方式约在160W时才能防止风速风向仪结冰，但采用本实用新型的磁感应加热方式以后，甚至在40W时就可以化冰，因此本实用新型产品的热效率是传统方式的4倍以上。
[0017]以上内容是结合具体的优选实施例对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应视为本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一体式风速风向仪，包括椭圆形壳体，壳体由上壳体和下壳体两部份连接构成，上壳体的纵向中心方向设有可转动的风标轴，风标轴的顶端往上延伸出上壳体，并在其顶端安装有风标，风标轴的底端安装有风标转盘，风标转盘表面开设有穿透风标转盘的透光孔，透光孔的上方固定有第一光电传感器，第一光电传感器连接有控制芯片，控制芯片用于将接受的电信号转换为风速和风向的数据，下壳体的纵向中心方向设有可转动的风杯轴，风杯轴的底端往下延伸出下壳体，并在其底端安装有风杯，风杯轴的顶端设有风杯转盘，风杯转盘表面开设有延伸至圆周上的导光槽，并在风杯转盘下方设有向上照射的光源，在风杯转盘的圆周外侧设有一安装在下壳体内侧面的第二光电传感器，该第二光电传感器与控制芯片电连接，其特征在于:在风杯上安装有与风杯共同旋转的发热体，且在该发热体的内侧还设有固定在下壳体上用于产生交变磁场的交变磁场发生装置，以及与该交变磁场发生装置相连接并为其提供高频电流的高频电路，所述交变磁场发生装置由内部设有轴承的圆盘形骨架，分布在该圆盘形骨架周边并嵌入在其内部的一根以上的导磁条，以及缠绕在该圆盘形骨架侧壁上的线圈组成，该轴承紧套在下壳体上，线圈则与高频电路相连接。
2.根据权利要求1所述一体式风速风向仪，其特征在于:风杯转盘下方设有安装在下壳体内侧面的光源固定板，该光源架设在光源固定板上，该光源为LED灯阵。
3.根据权利要求1或者2所述一体式风速风向仪，其特征在于:所述上壳体的中心安装有圆锥状的第一滚子轴承，风标轴穿入第一滚子轴承，所述下壳体的中心安装有圆锥状的第二滚子轴承，风杯轴穿入第二滚子轴承。
4.根据权利要求3所述一体式风速风向仪，其特征在于:所述上壳体与下壳体是通过法兰或者卡扣结构连接。
【文档编号】G01P5/02GK204241499SQ201420690961
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年11月18日 优先权日:2014年11月18日
【发明者】毕国盛 申请人:毕国盛