一种基于远红外加热的风速风向仪的制作方法

本实用新型涉及气象测量设备技术领域，具体的是涉及一种基于远红外加热的风速风向仪。

背景技术：

风速风向仪是气象监测常用设备，目前，应用与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，现有的风速风向仪主要采用安装在其外壳上的其进行加热丝加热方式对其进行加热。该加热方式慢，耗能高。

也有采用磁感应加热方式来对风速风向仪进行加热，例如申请号为CN204241499U公开的一种“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。

不难看出，该加热装置结构复杂，一旦发生故障，则很难维修，并且该加热装置在风速风向仪上的设置不合理，从下壳体把热量传导给风标轴，再传导到上部风标轴与风标转动连接处，此过程会耽搁大量时间，且传导过程中热量大部分会散失在空气中。不适合用于冰冻天气的简便风速风向仪。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一基于远红外线加热的风速风向仪，其结果简单，并且能防止冰冻天气对风速风向仪的影响，抗冰冻效果好。

本实用新型为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

一种基于远红外加热的风速风向仪，包括椭圆形壳体，所述壳体由上壳体和下壳体两部分连接构成，所述上壳体的纵向中心方向设置有可转动的风标轴，所述风标轴顶端往上伸出上壳体，且风标轴顶端安装有风标，所述下壳体的纵向中心方向设置有可转动的风杯轴，所述风杯轴底端往下伸出下壳体，且风杯轴下端安装有风杯，风杯轴顶端安装有风杯转盘；所述风杯轴为中空结构，风杯轴下端活动连接有一支撑座，所述支撑座内部设置有蓄电池、与蓄电池电连的蓄电池控制器和风能发电机，风杯轴底端伸入支撑座内与风能发电机的转动子连接，所述壳体内侧设置有一远红外加热片，所述远红外加热片由内外两层组成，内层为远红外发射材料层，外层为绝缘层，所述远红外发射材料层输出端设置有一导线，所述导线穿过风杯转盘、风杯轴及转子与蓄电池电连；支撑座侧面设置有一温度感应器，所述温度感应器与蓄电池控制器电连。

优选地，所述壳体外侧设置有一保温层。保温层的设置能防止外壳热量散发到空气中，对外壳进行保温。

优选地，所述壳体、风标、风标轴、风杯、风杯轴由热传导材料制成。有利于加快热能的传导。

优选地，所述支撑座顶部安装有一太阳能板，所述太阳能板电性连接蓄电池。太阳能板能对蓄电池进行充电，有利于防止在没有风的情况或者风比较小的情况下蓄电池内电用完后断电的情况。

优选地，所述支撑座底部两侧分别活动连接有一插钎，所述插钎上设置有若干个横向阻止钎。插钎的设置有利于在大风天气时保持风速风向仪的稳定，阻止钎的设置有利于防止大风天气时，风速风向仪不被拔起。

优选地，所述支撑座底部设置有与插钎相适配的凹槽。在风速风向仪不需要固定在地上使，可把固定脚架收起放入凹槽内，便于携带和运输。

本实用新型的有益效果如下：

1.本实用新型采用远红外线对风速风向仪进行加热，保证在冷冻天气下风速风向仪也能正常工作，该结构简单，设计合理，且加热速度快，热能损失少，耗能小；由于风速风向仪式用来测风速风向的，采用风能发动机对蓄电池提供电能，无需额外用其他电源设备，节约了能量，且其结构的设置采用风杯轴与发动机的转子连接，风杯相当于发电机中的风轮，风杯在风力的作用下旋转，把风的动能转变为动风杯轴的机械能，机械能带动转子旋转，转换为电能；

2.蓄电池对远红外加热片的远红外发射材料层进行提供电能，使远红外发射材料层发射远红外线，从而对壳体和壳体内部的元件进行加热，壳体及风标轴和风杯轴上的热能传给风标和风杯，至整个风速风向仪，此过程速度快，热能损失少；

3.温度传感器的设置能感应外部环境的温度，当温度在0℃以下时，把信号传给蓄电池控制器，蓄电池控制器控制蓄电池与加热片的电路，使之对加热片通电，当环境温度比较暖和时，此时不需要对风速风向仪进行加热，蓄电池控制器控制蓄电池与加热片的电路，使之对加热片断电；从而节约电能，且在低温天气就对风速风向仪进行加热，而不是等看到风速风向仪被冰冻后再解冻，这样提前预防，有利于延长风速风向仪的使用寿命；

4.导线的设置合理巧妙，能防止风杯轴旋转时导线被绞起。

附图说明

图1是风速风向仪结构示意图；

图2是远红外加热片结构示意图；

图3是支撑座底部结构示意图；

图中标记为：1壳体，2风标轴，3风标，4风杯轴，5风杯，6导线，7进线孔，8远红外加热片，9支撑座，10蓄电池，11蓄电池控制器，12太阳能板，13插钎，14阻止钎，15温度传感器，16凹槽，17风能发电机，101上壳体，102下壳体，401出线孔，801远红外发射材料层，811绝缘层。

具体实施方式

为了本技术领域的人员更好的理解本实用新型，下面结合附图和以下实施例对本实用新型作进一步详细描述。

实施例1

一种基于远红外加热的风速风向仪，包括椭圆形壳体1，所述壳体1由上壳体101和下壳体102两部分连接构成，所述上壳体101的纵向中心方向设置有可转动的风标轴2，所述风标轴2顶端往上伸出上壳体101，且风标轴2顶端安装有风标3，所述下壳体102的纵向中心方向设置有可转动的风杯轴4，所述风杯轴4底端往下伸出下壳体102，且风杯轴4下端安装有风杯5，风杯轴4顶端安装有风杯转盘7；所述风杯轴4为中空结构，风杯轴4下端活动连接有一支撑座9，所述支撑座9内部设置有蓄电池10、与蓄电池10电连的蓄电池控制器11和风能发电机17，风杯轴4底端伸入支撑座9内与风能发电机17的转动子连接，所述壳体1内侧设置有一远红外加热片8，所述远红外加热片8由内外两层组成，内层为远红外发射材料层801，外层为绝缘层802，所述远红外发射材料层801输出端设置有一导线6，所述导线6穿过风杯转盘7、风杯轴4及转子与蓄电池10电连；支撑座9侧面设置有一温度感应器15，所述温度感应器15与蓄电池控制器11电连。

由于风速风向仪式用来测风速风向的，采用风能发动机17对蓄电池10提供电能，无需额外用其他电源设备，节约了能量，且其结构的设置采用风杯轴4与风能发动机17的转子连接，风杯5相当于发电机中的风轮，风杯5在风力的作用下旋转，把风的动能转变为动风杯轴4的机械能，机械能带动转子旋转，转换为电能，电能储存在蓄电池10中，蓄电池10为远红外加热片8的远红外发射材料层801进行提供电能，使远红外发射材料层发射远红外线，从而对壳体1和壳体1内部的元件进行加热，壳体1及风标轴2和风杯轴4上的热能传给风标和风杯，至整个风速风向仪，此过程速度快，热能损失少；温度传感器15的设置能感应外部环境的温度，当温度在0℃以下时，把信号传给蓄电池控制器11，蓄电池控制器11控制蓄电池10与加热片8的电路，使之对加热片8通电，当环境温度比较暖和时，此时不需要对风速风向仪进行加热，蓄电池控制器11控制蓄电池10与加热片8的电路，使之对加热片8断电；从而节约电能，且在低温天气就对风速风向仪进行加热，而不是等看到风速风向仪被冰冻后再解冻，这样提前预防，有利于延长风速风向仪的使用寿命。

实施例2

在实施例1中的一种基于远红外加热的风速风向仪上进一步优化，本实施例中，所述壳体1外侧设置有一保温层。保温层的设置能防止外壳热量散发到空气中，对外壳进行保温。

实施例3

在实施例1中的一种基于远红外加热的风速风向仪上进一步优化，本实施例中，所述壳体1、风标3、风标轴2、风杯5、风杯轴4由热传导材料制成。这样有利于加快热能的传导。

实施例4

在实施例1中的一种基于远红外加热的风速风向仪上进一步优化，本实施例中，所述支撑座9顶部安装有一太阳能板12，所述太阳能板12电性连接蓄电池。太阳能板12能对蓄电池10进行充电，有利于防止在没有风或者风比较小时，风能发电机不发电或者发的电量不足以支撑加热片时，蓄电池内电量不够造成断电的情况。

实施例5

在实施例1中的一种基于远红外加热的风速风向仪上进一步优化，本实施例中，所述支撑座9底部两侧分别活动连接有一插钎13，所述插钎13上设置有若干个横向阻止钎14。插钎13的设置有利于在大风天气时保持风速风向仪的稳定，阻止钎14的设置有利于防止大风天气时，风速风向仪不被拔起。

实施例6

在实施例1或5中的一种基于远红外加热的风速风向仪上进一步优化，本实施例中，所述支撑座9底部设置有与插钎13相适配的凹槽16。在风速风向仪不需要固定在地上时，可把插钎13收起放入凹槽16内。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，本实用新型的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。