一种防冻风速仪的制作方法

本实用新型涉及测量空气流速的仪器，具体为一种防冻风速仪。

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。但是现有技术中的风杯风速仪在冰冻或雨雪天气的时候，雨雪会将风杯风速仪支撑部与传动杆连接处的轴承冻住，导致风速仪不能转动，严重影响了风速的正常测量；且风杯转动时轴承摩擦力矩大，风杯启动风速高，影响风速仪测量范围与精度；同时现有风速仪制造成本高，维修不方便，不能满足现代化社会更高的需求；且现有的风速仪与风速仪安装支架进行安装时，操作不便，连接不牢固，风速仪在强风作用下容易倾斜甚至掉落。

技术实现要素：

本实用新型就是针对现有风速仪在冰冻天气无法使用、风杯启动风速高和风速仪安装不便的技术问题，提供一种能够在冰冻天气使用、风杯启动风速低和安装方便的防冻风速仪。

本实用新型设有底座，底座顶部固定设有支撑部，支撑部上方活动设有传动杆，支撑部与传动杆连接处设有轴承；传动杆设有三个连杆；三个连杆一端与传动杆外圆周面固定连接，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，传动杆设有防冻部；底座底端设有凹槽，凹槽呈圆柱形；底座设有紧固装置。

优选的，防冻部为罩子，其上端直径小于下端直径，且罩子上端与传动杆固定连接；所述罩子向下延伸至轴承下方。

优选的，防冻部为位于传动杆下端的延长段，延长段向下延伸至轴承下方。

优选的，紧固装置为固定顶丝，固定顶丝位于所述底座外侧圆周面；底座侧壁设有与所述固定顶丝相配合的螺纹孔。

优选的，固定顶丝设有三个，其均匀的分布于所述底座的侧壁上，且所述三个固定顶丝位于同一高度。

紧固装置设有对称的开口，开口位于底座底端；开口两侧设有对称的固定部，固定部与底座外圆周固定连接；固定部均设有轴承；底座的凹槽内设有第一搂抱部和第二搂抱部，第一搂抱部和第二搂抱部均为圆弧状且相向设置；第一搂抱部两端均设有第一连接耳；所述第二搂抱部两端均设有第二连接耳；第一连接耳和第二连接耳均穿过开口；所述第一连接耳、第二连接耳均设有螺纹孔；

紧固装置还设有螺杆，螺杆设有光滑段，光滑段位于所述螺杆的两端，光滑段与所述固定部的轴承过盈连接；两光滑段之间设有第一螺纹段和第二螺纹段，第一螺纹段和第二螺纹段螺旋线方向相反；第一螺纹段与第二螺纹段分别与第一连接耳和第二连接耳的螺纹孔相配合。

优选的，第一螺纹段与第二螺纹段螺纹的导程相同。

本实用新型结构简单，成本较低。防冻风速仪的防冻部有两种结构，可以根据不同的风力状况进行选用，适用于不同地点；防冻部为罩子时，其下端直径大于上端直径，罩子底端与支撑部距离较远，即使在结冰的情况下，也不会将罩子与支撑部冻住，防冻效果更好。防冻部为延长段时，延长段阻力较小，在确保轴承不会被冻住的基础上，能够很好的保证防冻风速仪的测量精度。底座设有紧固装置，紧固装置可以为设置在底座外侧圆周面固定顶丝，其安装方便；紧固装置还可以为由第一搂抱部和第二搂抱部等构成的搂抱紧固结构，其紧固时接触面积大，固定效果好；由于第一螺纹段与第二螺纹段旋进方向相反、导程相同，转动螺杆可以保证第一连接耳、第二连接耳前进相同的距离，安装时不会造成风向仪倾斜，偏离中心位置。

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4为本实用新型的螺杆的结构示意图。

图中符号说明：

1.底座；2.支撑部；3.传动杆；4.连杆；5.风杯；6.防冻部；7.信号输出装置；10.第一搂抱部；11.第二搂抱部；12.第一连接耳；13.第二连接耳；14.螺杆；141.光滑段；142.第一螺纹段；143.第二螺纹段；17.固定部；18.开口；19.凹槽；20.轴承。

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，可以根据地点的风力状况，选用设有图1或图2所示的防冻风速仪；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，能够很好的保证防冻风速仪的测量精度。

如图3所示，本实用新型底座1底端设有凹槽19，凹槽19呈圆柱形，凹槽19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。防冻风速仪工作时需要将防冻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，将防冻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和图4所示，紧固装置还可以为其他结构，优选的，本实用新型底座1底端设有对称的开口18，开口18两侧设有对称的固定部17，固定部17与底座1外圆周固定连接；固定部17均设有轴承20；底座1的凹槽19内设有第一搂抱部10和第二搂抱部11，第一搂抱部10和第二搂抱部11均为圆弧状且相向设置，两者相配合对风速仪安装支架上的信号接收装置搂抱固定；其中，第一搂抱部10两端均设有第一连接耳12,第二搂抱部11两端均设有第二连接耳13；第一连接耳12和第二连接耳13均穿过开口18；第一连接耳12、第二连接耳13均设有螺纹孔；为了调节第一搂抱部10和第二搂抱部11的位置，本实用新型还设有螺杆14，螺杆14设有光滑段141，光滑段141位于螺杆14的两端，其与固定部17的轴承20过盈连接；两光滑段141之间设有第一螺纹段142和第二螺纹段143，第一螺纹段142和第二螺纹段143螺旋线方向相反；其中第一螺纹段142与第二螺纹段143分别与第一连接耳12和第二连接耳13的螺纹孔相配合。

防冻风速仪安装时，只需要拧紧螺杆14，使得第一连接耳12和第二连接耳13同时相向移动，将风速仪安装支架的信号接收装置夹紧即可；第一搂抱部10和第二搂抱部11抱紧信号接收装置，相对于顶丝固定，其接触面积大，固定效果好；优选的第一螺纹段142与第二螺纹段143螺纹的导程相同；由于第一螺纹段142与第二螺纹段143旋进方向相反、导程相同，转动螺杆14可以保证第一连接耳12、第二连接耳13前进相同的距离，安装时不会造成风向仪倾斜，偏离中心位置。

本实用新型的支撑部与传动杆连接处的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。且对于圆锥形的风杯5，当其锥角为70°-90°启动性能好。优选的，风杯5的锥角为80°，此时防冻风速仪启动性能优于其他锥角。

本实用新型连杆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。

防冻风速仪底座1为圆柱形，其完全对称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，第一温度控制器的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，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。