本发明涉及一种检测装置，特别是涉及一种测量风环境的装置。
背景技术：
随着中国城市化的进程加快，越来越多的人从农村的生活转变成城市居民，对商品房的需求会越来越大。由于现阶段处于高速增长阶段，放假的高速上涨导致人们的居住环境的需求不高，通常仅仅了解房屋的基本属性后就会确定买卖。当市场环境趋于稳定后，人们都会逐渐转移到对居住环境的标准作为房价的参考依据和买卖价格。房屋外的气流情况会影响房间的通风情况和粉尘的多少，因此，房屋外的风速和气压，风向直接影响房屋的通风情况。由于气流紊乱复杂，传统的机械式风速仪存在测量不准，设置麻烦的问题。
技术实现要素：
本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种测量风环境的装置，解决了混乱气流的速度测量问题，解决了测量安装不便的问题，解决了测量精度的问题。
本发明采用的技术方案如下：
一种测量风环境的装置，包括设置于同一平面的第一声波传感器、第二声波传感器、第三声波传感器、第四声波传感器，第一声波传感器、第二声波传感器、第三声波传感器、第四声波传感器组成正四边形，所述正四边形平面的中垂线上设置有中央声波传感器；还包括控制器，第一声波传感器、第二声波传感器、第三声波传感器、第四声波传感器和中央声波传感器与控制器电连接；控制器内设置有气压计、温度计和湿度计，控制器包括中央处理单元，气压计、温度计和湿度计通过电缆与中央处理单元信号相连。
进一步地，本发明公开了一种测量风环境的装置的优选方案，所述控制器内设置有电子指南针和三轴陀螺仪；中央处理单元连接有第一开关切换电路和第二开关切换电路，第一声波传感器、第二声波传感器、第三声波传感器、第四声波传感器和中央声波传感器与第一开关切换电路信号相连，第一开关切换电路与第二开关电路信号相连，第一开关切换电路与第二开关电路的控制端与中央处理单元信号相连。
进一步地，所述第二开关电路连接有信号调理电路和声波驱动电路，信号调理电路通过a/d转换电路与中央处理单元信号相连，声波驱动电路通过d/a转换电路与中央处理单元信号相连；电子指南针和三轴陀螺仪通过电缆与中央处理单元信号相连；中央处理单元连接有时序控制器和通信电路。
进一步地，所述装置包括底座，底座上设置有支撑杆，支撑杆上垂直设置有第一桁架，第一桁架上设置有固定环，第一声波传感器、第二声波传感器、第三声波传感器、第四声波传感器设置在固定环上；所述支撑杆上垂直设置有第二桁架，第二桁架上设置有中央声波传感器。
进一步地，所述第一声波传感器、第二声波传感器、第三声波传感器、第四声波传感器均指向中央声波传感器；所述中央声波传感器的声波接受面为弧面。
一种测量风环境的装置，其测量方法，包括以下步骤：
1.中央处理单元接收到气压计、温度计和湿度计的信号后，计算出空气的声音传输速率d1；
2.电子指南针和三轴陀螺仪将方位信号和姿态信号发送给中央处理单元，中央处理单元计算出设备的姿态和方位；记录下姿态方位s1；
3.中央处理单元向第一开关切换电路发出电信号a001、a002、a003、a004、a005，第一开关切换电路接收到信号后分别对应的与第一声波传感器、第二声波传感器、第三声波传感器、第四声波传感器、中央声波传感器连通；中央处理单元向第二开关切换电路发出电信号b001、b002，第二开关切换电路接收到信号后分别对应的与信号调理电路和声波驱动电路连通；时序控制器向中央处理单元发出时序脉冲，中央处理单元接受到后进行循环计数；
4.中央处理单元发出信号a001、b002，中央处理单元发送信号c001给d/a转换电路，并记下此时的时刻，d/a转换电路控制声波驱动电路工作，第一声波传感器发出声波；声波发送结束后中央处理单元发出信号a005、b001，中央声波传感器接收到声波后经信号调理电路、a/d转换电路处理后发送中央处理单元，中央处理单元记录下时刻，并计算出时间差t1;反向重复以上过程，中央处理单元发出信号a005、b001，中央处理单元发送信号c001给d/a转换电路，并记下此时的时刻，d/a转换电路控制声波驱动电路工作，第一声波传感器发出声波；声波发送结束后中央处理单元发出信号a001、b002，中央声波传感器接收到声波后经信号调理电路、a/d转换电路处理后发送中央处理单元，中央处理单元记录下时刻，并计算出时间差t1;然后计算出t1和t2的差值δt，并通过时差法计算出第一声波传感器与中央声波传感器之间的风速v1；
5.重复步骤4，测量出第二声波传感器与中央声波传感器之间的风速v2，测量出第三声波传感器与中央声波传感器之间的风速v3，测量出第四声波传感器与中央声波传感器之间的风速v4；
6.中央处理单元根据v1、v2、v3、v4、d1、s1计算出风速v。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1.通过设置本发明，能够实现房间外气流的变化，实现房屋外的气流检测；
2.通过设置电子陀螺仪，可自由安装，无需安装校准，安装方便，不需要进行定位操作，方便快捷；
3.通过设置气压计、湿度计和温度计，能准确得知空气的声波传输速率，进一步提高测量精度。
附图说明
图1是本发明结构示意图；
图2是本发明系统结构框图。
图中标记：1是底座，2是控制器，3是支撑杆，4是第一桁架，5是第二桁架，6是中央声波传感器，7是第一声波传感器，8是第二声波传感器，9是第三声波传感器，10是固定环，11是第四声波传感器。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1-图2所示，一种测量风环境的装置，包括设置于同一平面的第一声波传感器7、第二声波传感器8、第三声波传感器9、第四声波传感器11，第一声波传感器7、第二声波传感器8、第三声波传感器9、第四声波传感器11组成正四边形，所述正四边形平面的中垂线上设置有中央声波传感器6；还包括控制器，第一声波传感器7、第二声波传感器8、第三声波传感器9、第四声波传感器11和中央声波传感器6与控制器电连接。控制器2内设置有气压计、温度计和湿度计，控制器2包括中央处理单元，气压计、温度计和湿度计通过电缆与中央处理单元信号相连。第一声波传感器7、第二声波传感器8、第三声波传感器9、第四声波传感器11和中央声波传感器6均为压电陶瓷传感器，均可以收发超声波。第一声波传感器7、第二声波传感器8、第三声波传感器9、第四声波传感器11均与中央声波传感器6形成配对，采用时差法对速度进行检测。
进一步地，本发明公开了一种测量风环境的装置的优选方案，所述控制器2内设置有电子指南针和三轴陀螺仪；中央处理单元连接有第一开关切换电路和第二开关切换电路，第一声波传感器7、第二声波传感器8、第三声波传感器9、第四声波传感器11和中央声波传感器6与第一开关切换电路信号相连，第一开关切换电路与第二开关电路信号相连，第一开关切换电路与第二开关电路的控制端与中央处理单元信号相连。
进一步地，所述第二开关电路连接有信号调理电路和声波驱动电路，信号调理电路通过a/d转换电路与中央处理单元信号相连，声波驱动电路通过d/a转换电路与中央处理单元信号相连；电子指南针和三轴陀螺仪通过电缆与中央处理单元信号相连；中央处理单元连接有时序控制器和通信电路。
进一步地，所述装置包括底座1，底座1上设置有支撑杆3，支撑杆3上垂直设置有第一桁架4，第一桁架4上设置有固定环10，第一声波传感器7、第二声波传感器8、第三声波传感器9、第四声波传感器11设置在固定环10上；固定环10为圆形，并采用铝合金制成。所述支撑杆3上垂直设置有第二桁架5，第二桁架5上设置有中央声波传感器6。所述第一桁架4、第二桁架5、支撑杆3为碳纤维塑料管、铝合金、钢管、中的一种或几种。
进一步地，所述第一声波传感器7、第二声波传感器8、第三声波传感器9、第四声波传感器11均指向中央声波传感器6；这样，第一声波传感器7、第二声波传感器8、第三声波传感器9、第四声波传感器11均与中央声波传感器6组成配对组，可测量出相互连线上的风速。
具体使用时，将本装置设置在房屋外的墙壁上，并接通电源即可。
具体运行过程，控制器2控制第一声波传感器7发射声波，中央声波传感器6接收声波，计算出声音传播的时间，然后中央声波传感器6发送声波，第一声波传感器7接收声波，计算出声音传播的时间，这样就能通过时间差计算出，风在第一声波传感器7与中央声波传感器6连线上的速度值。同理，控制器2控制第二声波传感器8与中央声波传感器6之间进行配对，并测量出第二声波传感器8与中央声波传感器6连线上的风速值；控制器2控制第三声波传感器9与中央声波传感器6之间进行配对，并测量出第三声波传感器9与中央声波传感器6连线上的风速值；控制器2控制第四声波传感器11与中央声波传感器6之间进行配对，并测量出第四声波传感器11与中央声波传感器6连线上的风速值。控制器将四个速度值进行合成，就能测量出风速，并通过通信接口传输出来。
实施例1：
在以上实施方式的基础上，公开了一种测量风环境的装置，其测量方法，包括以下步骤：
1.中央处理单元接收到气压计、温度计和湿度计的信号后，计算出空气的声音传输速率d1；
2.电子指南针和三轴陀螺仪将方位信号和姿态信号发送给中央处理单元，中央处理单元计算出设备的姿态和方位；记录下姿态方位s1；
3.中央处理单元向第一开关切换电路发出电信号a001、a002、a003、a004、a005，第一开关切换电路接收到信号后分别对应的与第一声波传感器7、第二声波传感器8、第三声波传感器9、第四声波传感器11、中央声波传感器6连通；中央处理单元向第二开关切换电路发出电信号b001、b002，第二开关切换电路接收到信号后分别对应的与信号调理电路和声波驱动电路连通；时序控制器向中央处理单元发出时序脉冲，中央处理单元接受到后进行循环计数；
4.中央处理单元发出信号a001、b002，中央处理单元发送信号c001给d/a转换电路，并记下此时的时刻，d/a转换电路控制声波驱动电路工作，第一声波传感器7发出声波；声波发送结束后中央处理单元发出信号a005、b001，中央声波传感器6接收到声波后经信号调理电路、a/d转换电路处理后发送中央处理单元，中央处理单元记录下时刻，并计算出时间差t1;反向重复以上过程，中央处理单元发出信号a005、b001，中央处理单元发送信号c001给d/a转换电路，并记下此时的时刻，d/a转换电路控制声波驱动电路工作，第一声波传感器7发出声波；声波发送结束后中央处理单元发出信号a001、b002，中央声波传感器6接收到声波后经信号调理电路、a/d转换电路处理后发送中央处理单元，中央处理单元记录下时刻，并计算出时间差t1;然后计算出t1和t2的差值δt，并通过时差法计算出第一声波传感器7与中央声波传感器6之间的风速v1；
5.重复步骤4，测量出第二声波传感器8与中央声波传感器6之间的风速v2，测量出第三声波传感器9与中央声波传感器6之间的风速v3，测量出第四声波传感器11与中央声波传感器6之间的风速v4；
6.中央处理单元根据v1、v2、v3、v4、d1、s1计算出风速v。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。