一种超声波风速风向仪的制作方法

1.本实用新型涉及风速风向测量技术领域，尤其涉及一种超声波风速风向仪。


背景技术：

2.超声波测风仪是利用超声波在空气中传播速度与风速发生叠加，根据发射端发射超声波与接收端接收超声波的时间差或频率差，进而计算风速的大小和风向。
3.风速测量在工业生产和科学实验中都有广泛的应用，尤其在气象领域，风速测量更有着重要的价值。风速测量，常用的仪表有杯状风速计、翼状风速计、热敏风速计和超声波风速计。杯状风速计和翼状风速计使用方便，但其惰性和机械摩擦阻力较大，只适合于测定较大的风速。热敏风速计利用热敏探头，其工作原理是基于冷冲击气体带走热元件上的热量，借助一个调节开元器件保持温度恒定，此时调节电流和流速成正比。这种测量方法需要人为的干预，而且此仪表在湍流中使用时，来自各个方向的气流同时冲击热元件，会影响到测量结果的准确性。现阶段常采用基于超声波传播速度受风速影响因而增减原理制成的超声波风速仪表，与其它各类仪表相比较，其优势在于：安装简单，维护方便；不需要考虑机械磨损，精度较高；不需要人为的参与，可完全智能化。


技术实现要素：

4.本实用新型目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种超声波风速风向仪。
5.本实用新型是通过以下技术方案实现的：
6.一种超声波风速风向仪，包括有顶盖，在顶盖的下侧面固定有反射盘，在反射盘的底部设置有支柱一，在所述的反射盘的下方设有发射盘，发射盘上端设有支柱二，支柱二的顶端与支柱一的底端固定连接；在所述的发射盘上固定有多组超声波探头，每组超声波探头中的一个超声波探头发射超声波经过反射盘反射被另一个超声波探头接收；在所述的发射盘下方连接有底座，在发射盘和底座之间固定安装有主控板，在主控板上设置有温湿度传感器和气压传感器。
7.在所述的底座下方连接有防雨罩和安装支架。
8.在所述的反射盘中心设置有反射面，反射面为内凹的椭球面，每组超声波探头都位于椭球面对应椭圆弧线的两个焦点上，反射盘上还设置有环形防雨槽。
9.在所述的发射盘上设置有多组与水平面呈45度角的斜通孔，斜通孔分布在同一圆周上，且相互间隔90度，多组超声波探头安装在斜通孔内。
10.每组所述的超声波探头对立设置，多组超声波探头中心所在圆的半径等于圆心到椭球面中心点的距离。
11.所述发射盘与底座组成一个半封闭腔体，主控板安装固定在发射盘与底座形成的半封闭腔体内。
12.在所述的顶盖上设有箭头方向标识，指向为北方。
13.所述安装支架上设有用于连接到安装设备上的安装孔。
14.在所述安装支架上设置有与外部电缆线连接的航空接插件。
15.本实用新型的优点是：本实用新型中，超声波传播路径为超声波发射点接收点与反射面之间的折线，且每组超声波探头中心位于反射面对应椭圆弧线的焦点上，每组超声波探头中一个超声波探头发射的超声波经椭球反射面上任一点能被另一个超声波探头接收，不仅可以减小超声波风速风向仪的体积，还可以让超声波探头准确的接收信号。
附图说明
16.图1为超声波风速风向仪的正视图；
17.图2为超声波风速风向仪的正面剖视图；
18.图3为超声波风速风向仪的立体图。
具体实施方式
19.如图1、2、3所示，超声波风速风向仪，包括顶盖1，顶盖1内设有螺纹孔，用于连接反射盘2；反射盘2上端连接顶盖1，下端设置椭球面，用于反射所述的超声波，下端还设有四根均匀分布的立柱一，用于连接发射盘3上端的立柱二，发射盘3上设有倾斜45度的斜通孔，多组超声波探头7安装固定在发射盘3的斜通孔内；发射盘3下方连接有底座4，主控板8固定在发射盘3和底座4之间，底座4下方连接有防雨罩5和安装支架6，温湿度传感器9与气压传感器10集成在主控板8上；
20.多组超声波探头7分布在反射盘2表面同一圆上，相互之间间隔90度，每个超声波探头7呈45度角朝向反射盘3发射超声波，每组超声波探头7由两个能够相互发射和接收超声波的超声波探头组成，超声波传播路径即为超声波发射点到位于反射盘3的反射点再到超声波接收点的折线距离。通过这种设计，可以在超声波路径相同的情况下，减小超声波风速风向仪的体积；
21.反射面为内凹的椭球面，由以反射盘3的轴线为中心，每组超声波探头中探头发射超声波的中心发射点为焦点的椭圆弧线旋转而成，每组超声波探头都位于椭球面对应椭圆弧线的两个焦点的位置上，根据椭圆弧线的反射特性，每组超声波探头的一个超声波探头发射的超声波经过反射盘3反射必然经过另一个超声波探头，保证了超声波探头接收超声波的准确性；
22.主控板8与多组超声波探头7相连接，用于发射和接收超声波探头发送和接收的超声波信号，转换成相应的数据，再运用时差法计算风速与风向；主控板8 控制多个超声波探头7按顺序依次向反射面发射超声波，相应地，对应的超声波探头7按顺序依次接收从反射面反射回来的超声波。即在同一工作状态下，只有一对超声波探头处于发射和接收状态，多组超声波探头7均为能够发送和接收超声波的收发一体探头。


技术特征：
1.一种超声波风速风向仪，其特征在于：包括有顶盖，在顶盖的下侧面固定有反射盘，在反射盘的底部设置有支柱一，在所述的反射盘的下方设有发射盘，发射盘上端设有支柱二，支柱二的顶端与支柱一的底端固定连接；在所述的发射盘上固定有多组超声波探头，每组超声波探头中的一个超声波探头发射超声波经过反射盘反射被另一个超声波探头接收；在所述的发射盘下方连接有底座，在发射盘和底座之间固定安装有主控板，在主控板上设置有温湿度传感器和气压传感器。2.根据权利要求1所述的一种超声波风速风向仪，其特征在于：在所述的底座下方连接有防雨罩和安装支架。3.根据权利要求1所述的一种超声波风速风向仪，其特征在于：在所述的反射盘中心设置有反射面，反射面为内凹的椭球面，每组超声波探头都位于椭球面对应椭圆弧线的两个焦点上，反射盘上还设置有环形防雨槽。4.根据权利要求3所述的一种超声波风速风向仪，其特征在于：在所述的发射盘上设置有多组与水平面呈45度角的斜通孔，斜通孔分布在同一圆周上，且相互间隔90度，多组超声波探头安装在斜通孔内。5.根据权利要求4所述的一种超声波风速风向仪，其特征在于：每组所述的超声波探头对立设置，多组超声波探头中心所在圆的半径等于圆心到椭球面中心点的距离。6.根据权利要求1所述的一种超声波风速风向仪，其特征在于：所述发射盘与底座组成一个半封闭腔体，主控板安装固定在发射盘与底座形成的半封闭腔体内。7.根据权利要求1所述的一种超声波风速风向仪，其特征在于：在所述的顶盖上设有箭头方向标识，指向为北方。8.根据权利要求2所述的一种超声波风速风向仪，其特征在于：所述安装支架上设有用于连接到安装设备上的安装孔。9.根据权利要求8所述的一种超声波风速风向仪，其特征在于：在所述安装支架上设置有与外部电缆线连接的航空接插件。

技术总结
本实用新型公开了一种超声波风速风向仪，包括顶盖、反射盘、多组超声波探头、发射盘、主控板、底座。多组超声波探头固定在发射盘顶部，且与发射盘水平面呈45度角，反射盘位于发射盘上方，反射盘设有反射面，反射面为椭球面，用于反射超声波探头发射的超声波，主控板用于处理超声波探头发射和接收的超声波信号，并计算风速与风向。本实用新型中，超声波传播路径为超声波发射点接收点与反射面之间的折线，且每组超声波探头中心位于反射面对应椭圆弧线的焦点上，每组超声波探头中一个超声波探头发射的超声波经椭球反射面上任一点能被另一个超声波探头接收，通过这个设计，不仅可以减小超声波风速风向仪的体积，还可以让超声波探头准确的接收信号。的接收信号。的接收信号。


技术研发人员：鲁爱昕 周宗斌 王乾坤 范俊涛 兰芳芳 葛晓涵 刘宏 化利东 徐传超 邓龙龙 吕峰 袁野 陈品品 代彭 丁雪洋
受保护的技术使用者：安徽安光环境科技有限公司
技术研发日：2022.03.17
技术公布日：2022/10/11