一种风速仪的制作方法

本实用新型涉及测量空气流速的仪器，具体为一种风速仪。

背景技术：

风速仪和风向仪是气象监测的常用设备，其中，风速仪是测量空气流速的仪器。目前，它的种类较多，由于风杯风速仪成本低、互换性好、灵敏度高和测量范围广，它在气象站中最为常用。但是现有风速仪安装稳固性差且安装不便，在风力较强的时候容易造成风杯倾斜，影响测量精度；而且现有的风速仪风杯启动风速高，测量范围小。

技术实现要素：

本实用新型就是针对现有风速仪安装稳固性差、风杯启动风速高和测量不精确的技术问题，提供一种安装稳固性好、风杯启动速度低和测量精确的风速仪。

本实用新型其设有底座，底座顶部固定设有支撑部，支撑部上方活动设有传动杆，支撑部与所述传动杆连接处设有轴承，传动杆上端设有三个连杆，三个连杆一端与传动杆固定连接，另一端分别固定连接有一个风杯；风杯的杯口顺着一个方向排列，底座底端设有凹槽，凹槽呈圆柱形；底座的凹槽内设有四个夹紧部；四个夹紧部通过调节杆连接；夹紧部与所述调节杆的连接处设有滑槽，夹紧部均设有轴承，轴承内连接有螺栓；螺栓设有光滑段与螺纹段；光滑段与轴承过盈连接；底座设有与螺栓的螺纹段相配合的螺纹孔，螺纹段穿过所述底座上的螺纹孔与轴承固定连接。

优选的，支撑部与传动杆连接处轴承为磁悬浮轴承。

优选的，本实用新型还设有温度传感器、第一温度控制器和加热器，温度传感器的输出端与第一温度控制器的输入端相连接，第一温度控制器输出端与加热器的输入端相连接，加热器位于在支撑部与传动杆的连接处下方，并靠近轴承。

优选的，本实用新型还设有风速传感器和第二温度控制器；风速传感器输入端与第一温度控制器的输出端与相连接，风速传感器的输出端与第二温度控制器的输入端相连接。

优选的，风杯为圆锥形，圆锥形风杯的锥角为70°-90°。

优选的，风杯的锥角为80°。

优选的，连杆与风杯一体成型。

优选的，底座为圆柱形。

优选的，底座侧壁设有第一水平仪。

优选的，底座侧壁设有第二水平仪，所述第二水平仪与第一水平仪相垂直。

本实用新型结构简单，成本较低。本实用新型设有四个夹紧部，其与风速仪安装支架的信号接收装置的接触面积更大，安装更为稳固；且四个夹紧部通过调节杆连接为一体，与四个夹紧部单独设置相比，其有益效果是一方面方便安装，在四个夹紧部单独设置的情况下，在紧固的过程中夹紧部会绕轴承转动，紧固不方便；另一方面在四个夹紧部通过调节杆连成一个整体的情况下，四个夹紧部构成了一个平面，四个夹紧部从四个方向相里挤压，确保四个方向上的力是在一个平面上，避免了安装时受力面倾斜，造成安装不牢靠。

支撑部与传动杆连接处轴承为磁悬浮轴承，利用磁场同性相斥的特性，使轴承间形成间隙，减小轴承的摩擦力矩，从而降低风杯的启动风速，使风速测量范围广，灵敏度高。在风速仪中加入自动加热系统，当温度传感器检测到温度低于一定数值时，第一温度控制器自动导通电路，加热器在轴承处加热，即使在暴雪等恶劣天气，轴承被冻住的情况下，也能自动加热将冰雪融化以正常使用。同时在风速仪中加入风速传感器和第二温度控制控制器，只有当温度低于设定数值且风速为零时，加热器才加热，避免了在严寒天气时，温度低于设定数值，轴承并未冻住风杯依然旋转，加热器却在加热的情况。同时，圆锥形风杯的法向阻力系数比半球形风杯的法向阻力系数小，风杯所产生的转矩较大，提高了测量精度。连杆与风杯一体成型加工工艺简单、安装方便，连杆与传动杆相连接，当风杯损坏时，方便更换风杯，节约成本。底座为圆柱形，其完全对称、无突出且轮廓光滑对气流扰动小，提高了风速测量精度。

附图说明

图1为本实用新型的防冻部为罩子的结构示意图；

图2为本实用新型的防冻部为延长段的结构示意图；

图3为本实用新型的底座的仰视图结构示意图。

图中符号说明：

1.底座；2.支撑部；3.传动杆；4.连杆；5.风杯；6.延长段；7.信号输出装置；8.夹紧部；9.调节杆；10.螺栓；11.轴承；12.凹槽；13.第一水平仪；14.第二水平仪。

具体实施方式

下面参照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

如图1所示，本实用新型设有底座1，底座1顶部固定设有支撑部2，支撑部2上方活动设有传动杆3，支撑部2与传动杆3连接处设有轴承(图中未示出)；传动杆3上部均匀设有三个连杆4，三个连杆4一端与传动杆3外圆周面固定连接，另一端分别固定连接有一个风杯5，风杯5的杯口顺着一个方向排列；在风力的驱动下风杯5带动传动杆3以正比于风速的转速旋转，风杯5的旋转平面处于水平状态，通过测量风杯5的转速，计算出风速。

如图1所示，传动杆3设有防冻部6，以避免雨雪落入支撑部2与传动杆3的连接处，防止轴承冻住；其中，防冻部6可以为罩子，其上端直径小于下端直径，且罩子上端与传动杆3固定连接；为了避免雨雪进入支撑部2与传动杆3的连接处，罩子向下延伸至轴承下方。

如图2所示，防冻部6还可以为其他结构，其可以为位于传动杆3下端的延长段，且延长段向下延伸至轴承下方；

需要说明的是，可以根据不同地点的风力状况，选用设有图1或图2所示的风速仪；防冻部6为罩子时，其下端直径大于上端直径，罩子底端与支撑部2距离较远，即使在结冰的情况下，也不会将罩子与支撑部2冻住，防冻效果更好。防冻部6为延长段时，延长段阻力较小，在确保轴承不会被冻住的基础上，能够很好的保证风速仪的测量精度。

如图3所示，本实用新型底座1底端设有凹槽12，凹槽12呈圆柱形，凹槽12上部设有信号输出装置7；风速仪安装支架设有与信号输出装置7相配合的信号接收装置。风速仪工作时需要将风速仪固定在风速仪安装支架上，使信号输出装置7与信号接收装置相连接；为此本实用新型底座1设有紧固装置。

为了安装方便，紧固装置可以为固定顶丝，其设置在底座1外侧圆周面，底座1设有与固定顶丝相配合的螺纹孔，转动固定顶丝使其向底座1中心处移动，从而顶住信号接收装置，将其固定，将风速仪安装到风速仪安装支架上；优选的，固定顶丝设有三个，其均匀分布于底座1的侧壁上，且三个固定顶丝位于同一高度。

如图3所示，紧固装置还可以为其他结构，优选的，本实用新型设有四个夹紧部8，四个夹紧部8位于底座1的凹槽12内；四个夹紧部8通过调节杆9连接；其中，夹紧部8设有滑槽，调节杆9可沿夹紧部8的滑槽移动；夹紧部8均固定设有轴承11；轴承11内连接有螺栓10；螺栓10设有光滑段与螺纹段；光滑段与轴承11过盈连接；底座1设有与螺栓10的螺纹段相配合的螺纹孔，螺纹孔距底座1底端的距离均相同；螺栓10穿过底座1上的螺纹孔与轴承11固定连接。

安装固定风速仪时，拧紧螺栓10使其向底座1的中心处移动，将风速仪和风速仪安装支架的信号接收装置紧固在一起。

其有益效果是，本实用新型设有四个夹紧部8，其与风速仪安装支架的信号接收装置的接触面积更大，安装更为稳固；且四个夹紧部8通过调节杆9连接为一体，与四个夹紧部8单独设置相比，其有益效果是1.方便安装，在四个夹紧部8单独设置的情况下，在紧固的过程中夹紧部会绕轴承11转动，紧固不方便；2.在四个夹紧部8通过调节杆9连成一个整体的情况下，四个夹紧部8构成了一个平面，四个夹紧部8从四个方向相里挤压，确保四个方向上的力是在一个平面上，避免了安装时受力面倾斜，造成安装不牢靠。

为了保证安装时，风杯5均位于同一水平面，底座1侧壁设有第一水平仪13；但当底座1绕与第一水平仪13相平行的水平线旋转时，第一水平仪13依然显示风速仪处于水平状态；优选的，底座1侧壁设有第二水平仪14，第二水平仪14与第一水平仪13相垂直。

本实用新型的支撑部与传动杆连接处轴承选用磁悬浮轴承，利用磁场同性相斥的特性，使轴承间形成间隙，较小轴承的摩擦力矩，从而降低风杯5的启动风速，风速测量范围广，灵敏度高。

其中，风杯5为圆锥形，圆锥形风杯5的法向阻力系数比半球形风杯的法向阻力系数小，风杯5所产生的转矩较大，测量结果更精确。且对于圆锥形风杯5当其锥角为70°-90°启动性能好。优选的，风杯5的锥角为80°，此时风速仪启动性能优于其他锥角。

连杆4与风杯5一体成型，不仅加工工艺简单、安装方便,而且精度高、使用寿命长，当风杯5损坏时方便更换维修。

风速仪底座1为圆柱形，其完全对称、无突出且轮廓光滑对气流扰动小，提高了风速测量精度。

本实用新型还包括自动加热系统。自动加热系统由温度传感器、第一温度控制器和加热器组成，温度传感器的输出端与第一温度控制器的输入端相连接，第一温度控制器输出端与加热器的输入端相连接，加热器位于在支撑部2与传动杆3的连接处下方，并靠近轴承。当温度传感器检测到温度低于一定数值时，第一温度控制器自动导通电路，加热器在靠近轴承处加热，即使在暴雪等恶劣天气，轴承被冻住的情况下，也能自动加热将冰雪融化以正常使用。

为了避免在严寒天气温度低于设定数值，轴承并未冻住风杯5依然转动，加热器却在加热的情况，本实用新型还设有风速传感器和第二温度控制器。风速传感器输入端与第一温度控制器的输出端相连接，风速传感器的输出端与第二温度控制器的输入端相连接，只有当温度低于设定数值且风速为零时，加热器才加热。

惟以上所述者，仅为本实用新型的具体实施例而已，当不能以此限定本实用新型实施的范围，故其等同组件的置换，或依本实用新型专利保护范围所作的等同变化与修改，皆应仍属本实用新型权利要求书涵盖之范畴。