一种气流速度采样装置的制作方法

本实用新型涉及一种采样装置，特别涉及一种气流速度采样装置。

背景技术：

随着技术的发展传统的机械式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气流速度装置相继而生。该设计无机械装置，稳定性及耐用度高。但目前超声测量设备存在设备体积大，易受温度干扰，采集的数据不精准，导致最终的测量结果存在较大误差。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对上述现有技术存在的不足，提供一种气流速度采样装置。

一种气流速度采样装置，其特征在于：其包括超声波探测头、测温电路、发射接收电路、发射接收控制中心、电源模块、上位机；所述超声波探测头有四组，每组超声波探测头都配备有一组发射接收电路；所述四组超声波探测头分别布置在东、西、南、北方向；所述电源模块为测温电路、发射接收电路、发射接收控制中心以及上位机提供电源；所述发射接收控制中心分别与发射接收电路、上位机相连接；所述上位机还与测温电路相连接；所述超声波探测头包括超声波探针、温度传感器、放大器、自动增益控制放大模块以及C8051F020单片机；所述温度传感器设置在超声波探针的一侧并与测温电路相连接；所述超声波探针分别与放大器、自动增益控制放大模块相连接；所述C8051F020单片机分别与放大器、自动增益控制放大模块相连接。

采用上述结构后，本实用新型和现有技术相比所具有的优点是：本实用新型的结构简单，能够在不同温度条件下进行数据采样，采样数据精确，误差较小。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是超声波探头的电路结构示意图。

1-超声波探测头 2-测温电路 3-发射接收电路 4-发射接收控制中心 5-电源模块 6-上位机 7-超声波探针 8-温度传感器 9-放大器 10-自动增益控制放大模块 11-C8051F020单片机。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。

参照图1和图2，本实用新型公开了一种气流速度采样装置，其特征在于：其包括超声波探测头（1）、测温电路（2）、发射接收电路（3）、发射接收控制中心（4）、电源模块（5）、上位机（6）；所述超声波探测头（1）有四组，每组超声波探测头（1）都配备有一组发射接收电路（3）；所述四组超声波探测头（1）分别布置在东、西、南、北方向；所述电源模块为测温电路（2）、发射接收电路（3）、发射接收控制中心（4）以及上位机（6）提供电源；所述发射接收控制中心（4）分别与发射接收电路（3）、上位机（6）相连接；所述上位机（6）还与测温电路（2）相连接；所述超声波探测头（1）包括超声波探针（7）、温度传感器（8）、放大器（9）、自动增益控制放大模块（10）以及C8051F020单片机（11）；所述温度传感器（8）设置在超声波探针（7）的一侧并与测温电路（2）相连接；所述超声波探针（7）分别与放大器（9）、自动增益控制放大模块（10）相连接；所述C8051F020单片机（11）分别与放大器（9）、自动增益控制放大模块（10）相连接。

本实用新型中的四组超声波探测头分别布置在东、西、南、北方向, 可以测得两个方向的风速值, 经矢量合成运算,可以得到风速风向值。发射接收电路在不同时刻, 既可以驱动探头发射超声波, 又可以接收探头收到的超声波信号, 可以很好地隔离, 发射接收互不影响。电源模块提供电路所需的5V和12V 直流稳压电源。发射接收控制中心产生超声波信号, 经发射接收电路放大后驱动探头发射；对探头接收到的信号进行采样, 将模拟信号转换为数字信号;对探头的发射接收顺序进行控制;对发射时刻和信号到达时刻进行判断, 计算出传播时间;在精度要求较高的情况下, 需要考虑温度对超声波传播速度的影响, 因此由四个温度传感器采样得到的温度数据，进行加权平均, 以减小误差。然后将采样得到的所有数据发送给上位机，由上位机分析处理的得到运算结果。

在有气流的环境中, 超声波要完成一个方向的速度采样必须顺风和逆风各发射接收一次, 而超声波信号在顺风和逆风传播时, 幅度变化相反, 因此, 为了在顺风和逆风条件下都能得到合适的采样电平, 电路设计了自动增益控制放大模块, 通过单片机对采样电平峰值的检测, 产生相应控制指令, 控制放大器的增益, 使采样电平维持在一个合适的范围内。发射接收电路结构组成如图2所示。

本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本实用新型的启示下作出的结构变化，凡是于本实用新型具有相同或者相近的技术方案，均落入本实用新型的保护范围。