专利名称：电子风速仪的制作方法
技术领域：
本实用新型是涉及一种测量气流运动的电子装置，属于一种风速测量仪器。
目前，普遍使用的是DEM－6型轻便三杯风向风速表，只能测量60秒时间的平均风速，由于机械摩擦力的影响，测量范围小，测量风速误差大，结构复杂，成本高，影响推广使用。
本实用新型的目的是克服上述的不足之处，提供一种测量风速精度高，测量范围宽。即可测量瞬时风速，风向，并在比较恶劣的自然风速条件下准确测量使用，在保证测量要求的前提下，该电子风速仪结构简单，成本低，适合于任何条件下的风速测量。
本实用新型结合附图进一步描述
图1为电子风速仪结构原理图；图2为光电检测器电路原理图。
本实用新型的传感器由图1中的件号(1)为风杯，(2)为旋转轴，(3)为圆盘，(5)为光电检测器，(6)为上轴承，(7)为杯架，(8)为下轴承组成，在圆盘(3)上开有小孔或小缺口(4)。
本实用新型的技术方案，是在旋转轴(2)上垂直安装一个不透明的金属或非金属的圆盘(3)，由上轴承(6)，下轴承(8)支承，上下轴承固定在杯架上，即可微调(指松动程度)。圆盘(3)上开有n(n＝1、2、3……正整数)个小孔或小缺口，圆盘直径为1～125毫米，厚度为0.01～10毫米的金属或非金属材料板制成，圆盘上的开孔数，根据光电检测器电路来确定，圆盘上开的小孔与小孔或小缺口与小缺口的间距为 (xD)/(n) 毫米，小孔的直径与小缺口的宽度相同，均为0.1～25毫米。通过计算能保证动平衡和静平衡的要求。在旋转轴(2)垂直的位置上安装一个槽形光电检测器(5)，圆盘(3)正好插入光电检测器槽的中间，圆盘制做时与旋转轴相配合，中间采用焊接或粘接固定。
本实用新型光电检测器电路如图2所示JC为集成电路，R1为限流电阻，R2、R3为分压电阻，R4GD的负载电阻，GD为光电偶合器件，G为发光二极管(也可用所有发光器件取代，包括可见光和红外光)，D为光敏二极管和光敏三极管，(也可用所有能接收光信号的器件代替)。
本实用新型电子风速仪，当圆盘(3)转动时，盘上的小孔或小缺口转到光电检测器(5)中间时，发光二极管G发出的光线被光敏管D所接收，集成电路此时作为电平比较器，当光敏管D接收到发光二极管G的光线时，会使集成电路的同相输入端设定电压高于反相输入端，此时集成电路输出高电平。当圆盘上小孔或小缺口因转动而离开光敏元件时，光线被阻断，集成电路输出低电平。当圆盘因风杯(1)带动而连续转动时，集成电路的输出就有相应的一系列与风速呈一定关系的脉冲输出。使用光电检测方法较之使用霍尔元件检测，具有不受外界干扰的特点，而且屏蔽简单易制做，具有检测器之间无直接或间接的作用力，真正的摩擦力只存在风杯轴与旋转轴之间，一旦校准，精度不易改变。与现有的风速仪相比较，在旋转轴上装有圆盘，具有不易脱落等优点。圆盘上开有小孔或小缺口，可根据实际电路来确定。电子风速仪的传感器与约为5×10×10毫米的显示器配套使用，两者之间用电缆线连接，有利于仪器的微小型化，其完成测量风速的功能。
本实用新型电子风速仪的实施例1在旋转轴上装有圆盘，根据槽形光电检测器，圆盘直径为1～125毫米，圆盘上的开孔数由光电检测器电路确定，本实施例在圆盘上开有一个小孔，本例使用的风杯在风速为1米／秒的情况下，转数为每秒3圈。且呈线性一在0.4～45米／秒时，因而计数器闸门取3 1/3 秒，当风速为1米／秒时，传感器输出方波脉冲为3赫芝，则在3 1/3 秒的时间里有3×3 1/3 ＝10个脉冲通过，将此数缩小10倍－÷10，即为1.0米／秒，如果风速为1.5米／秒，传感器输出脉冲为3×1.5≈4.5赫芝，则风速结果为4.5×3 1/3 ＝15即1.5米／秒，此测量结果为即时风速。
实施例2除了测量即时风速外，在气象观测记录中往往以平均风速为标准，我国目前观测以2分钟的平均风速为准，圆盘开孔数为5，当风速为1米／秒时，其输出为15赫芝，在2分钟时间内计数为1800，此数以电路运算除以1800，得数为1米／秒，又当风速为1.5米／秒时，其计数结果为2700，此数以电路运算除以1800，得数为1.5米／秒，此测量结果为2分钟内风速之平均值。
实施例3气象部门观测往往以测在某一段时间内的平均风速作为记录标准。如电子风速仪，是以风杯每转80圈代表风程200米的，为此，将圆盘上开有25个小孔，风杯每转一圈，便有25个脉冲输出，将此脉冲除以10，即得风杯每转一圈的行程2.5米，在十分钟－60秒时间内，计量风的行程再除以时间－600秒，即得出测量十分钟的平均风速，可以与电子打印机配套使用，测量结果由电子打印机打印。该风速仪可以当标准风速仪使用，也可以和计算机联网配套使用。
权利要求1.一种电子风速仪，传感器是由风杯(1)、旋转轴(2)、圆盘(3)、光电检测器(5)、上轴承(6)、杯架(7)、下轴承(8)组成，其特征在于圆盘(3)上开有1～n个小孔或小缺口，圆盘由上轴承(6)，下轴承(8)支承，在旋转轴(2)的垂直位置上装有槽形光电检测器(5)，圆盘插入光电检测器槽的中间。
2.根据权利要求1所述的电子风速仪，其特征在于圆盘直径为1～125毫米，厚度为0.01～10毫米，用金属板或非金属板制成。
3.根据权利要求1、2所述的电子风速仪，其特征在于圆盘上开的小孔与小孔或小缺口与小缺口的间距为 (xD)/(n) 毫米，小孔的直径与小缺口的宽度相同，均为0.1～25毫米。
4.根据权利要求1所述的电子风速仪，其特征在于光电检测器电路是由集成电路，R1限流电阻，R2、R3分压电阻，R4为GD的负载电阻，GD光电偶合器件构成。
专利摘要本实用新型提供一种电子风速仪，是一种测量气流运动、自然风速的仪器，风速仪传感器由风杯、旋转轴、圆盘、光电检测器、上下轴承、杯架组成，圆盘上开有小孔或小缺口，在旋转轴垂直位置上装有槽形光电检测器。传感器与显示器配套使用，两者之间用电缆线连接，此风速仪测量精度高，测量范围宽，可测量瞬时风速，在恶劣的自然风速条件下准确测量使用，适合于测量任何条件下的风速，结构简单，易于推广。
文档编号G01P5/07GK2063645SQ9020349
公开日1990年10月10日 申请日期1990年3月25日 优先权日1990年3月25日
发明者李恩刚, 樊亮 申请人:包头市稀土应用技术研究所