專利名稱：電子風(fēng)速儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是涉及一種測量氣流運動的電子裝置，屬于一種風(fēng)速測量儀器。
目前，普遍使用的是DEM－6型輕便三杯風(fēng)向風(fēng)速表，只能測量60秒時間的平均風(fēng)速，由于機械摩擦力的影響，測量范圍小，測量風(fēng)速誤差大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，影響推廣使用。
本實用新型的目的是克服上述的不足之處，提供一種測量風(fēng)速精度高，測量范圍寬。即可測量瞬時風(fēng)速，風(fēng)向，并在比較惡劣的自然風(fēng)速條件下準確測量使用，在保證測量要求的前提下，該電子風(fēng)速儀結(jié)構(gòu)簡單，成本低，適合于任何條件下的風(fēng)速測量。
本實用新型結(jié)合附圖進一步描述

圖1為電子風(fēng)速儀結(jié)構(gòu)原理圖；圖2為光電檢測器電路原理圖。
本實用新型的傳感器由圖1中的件號(1)為風(fēng)杯，(2)為旋轉(zhuǎn)軸，(3)為圓盤，(5)為光電檢測器，(6)為上軸承，(7)為杯架，(8)為下軸承組成，在圓盤(3)上開有小孔或小缺口(4)。
本實用新型的技術(shù)方案，是在旋轉(zhuǎn)軸(2)上垂直安裝一個不透明的金屬或非金屬的圓盤(3)，由上軸承(6)，下軸承(8)支承，上下軸承固定在杯架上，即可微調(diào)(指松動程度)。圓盤(3)上開有n(n＝1、2、3……正整數(shù))個小孔或小缺口，圓盤直徑為1～125毫米，厚度為0.01～10毫米的金屬或非金屬材料板制成，圓盤上的開孔數(shù)，根據(jù)光電檢測器電路來確定，圓盤上開的小孔與小孔或小缺口與小缺口的間距為 (xD)/(n) 毫米，小孔的直徑與小缺口的寬度相同，均為0.1～25毫米。通過計算能保證動平衡和靜平衡的要求。在旋轉(zhuǎn)軸(2)垂直的位置上安裝一個槽形光電檢測器(5)，圓盤(3)正好插入光電檢測器槽的中間，圓盤制做時與旋轉(zhuǎn)軸相配合，中間采用焊接或粘接固定。
本實用新型光電檢測器電路如圖2所示JC為集成電路，R1為限流電阻，R2、R3為分壓電阻，R4GD的負載電阻，GD為光電偶合器件，G為發(fā)光二極管(也可用所有發(fā)光器件取代，包括可見光和紅外光)，D為光敏二極管和光敏三極管，(也可用所有能接收光信號的器件代替)。
本實用新型電子風(fēng)速儀，當圓盤(3)轉(zhuǎn)動時，盤上的小孔或小缺口轉(zhuǎn)到光電檢測器(5)中間時，發(fā)光二極管G發(fā)出的光線被光敏管D所接收，集成電路此時作為電平比較器，當光敏管D接收到發(fā)光二極管G的光線時，會使集成電路的同相輸入端設(shè)定電壓高于反相輸入端，此時集成電路輸出高電平。當圓盤上小孔或小缺口因轉(zhuǎn)動而離開光敏元件時，光線被阻斷，集成電路輸出低電平。當圓盤因風(fēng)杯(1)帶動而連續(xù)轉(zhuǎn)動時，集成電路的輸出就有相應(yīng)的一系列與風(fēng)速呈一定關(guān)系的脈沖輸出。使用光電檢測方法較之使用霍爾元件檢測，具有不受外界干擾的特點，而且屏蔽簡單易制做，具有檢測器之間無直接或間接的作用力，真正的摩擦力只存在風(fēng)杯軸與旋轉(zhuǎn)軸之間，一旦校準，精度不易改變。與現(xiàn)有的風(fēng)速儀相比較，在旋轉(zhuǎn)軸上裝有圓盤，具有不易脫落等優(yōu)點。圓盤上開有小孔或小缺口，可根據(jù)實際電路來確定。電子風(fēng)速儀的傳感器與約為5×10×10毫米的顯示器配套使用，兩者之間用電纜線連接，有利于儀器的微小型化，其完成測量風(fēng)速的功能。
本實用新型電子風(fēng)速儀的實施例1在旋轉(zhuǎn)軸上裝有圓盤，根據(jù)槽形光電檢測器，圓盤直徑為1～125毫米，圓盤上的開孔數(shù)由光電檢測器電路確定，本實施例在圓盤上開有一個小孔，本例使用的風(fēng)杯在風(fēng)速為1米／秒的情況下，轉(zhuǎn)數(shù)為每秒3圈。且呈線性一在0.4～45米／秒時，因而計數(shù)器閘門取3 1/3 秒，當風(fēng)速為1米／秒時，傳感器輸出方波脈沖為3赫芝，則在3 1/3 秒的時間里有3×3 1/3 ＝10個脈沖通過，將此數(shù)縮小10倍－÷10，即為1.0米／秒，如果風(fēng)速為1.5米／秒，傳感器輸出脈沖為3×1.5≈4.5赫芝，則風(fēng)速結(jié)果為4.5×3 1/3 ＝15即1.5米／秒，此測量結(jié)果為即時風(fēng)速。
實施例2除了測量即時風(fēng)速外，在氣象觀測記錄中往往以平均風(fēng)速為標準，我國目前觀測以2分鐘的平均風(fēng)速為準，圓盤開孔數(shù)為5，當風(fēng)速為1米／秒時，其輸出為15赫芝，在2分鐘時間內(nèi)計數(shù)為1800，此數(shù)以電路運算除以1800，得數(shù)為1米／秒，又當風(fēng)速為1.5米／秒時，其計數(shù)結(jié)果為2700，此數(shù)以電路運算除以1800，得數(shù)為1.5米／秒，此測量結(jié)果為2分鐘內(nèi)風(fēng)速之平均值。
實施例3氣象部門觀測往往以測在某一段時間內(nèi)的平均風(fēng)速作為記錄標準。如電子風(fēng)速儀，是以風(fēng)杯每轉(zhuǎn)80圈代表風(fēng)程200米的，為此，將圓盤上開有25個小孔，風(fēng)杯每轉(zhuǎn)一圈，便有25個脈沖輸出，將此脈沖除以10，即得風(fēng)杯每轉(zhuǎn)一圈的行程2.5米，在十分鐘－60秒時間內(nèi)，計量風(fēng)的行程再除以時間－600秒，即得出測量十分鐘的平均風(fēng)速，可以與電子打印機配套使用，測量結(jié)果由電子打印機打印。該風(fēng)速儀可以當標準風(fēng)速儀使用，也可以和計算機聯(lián)網(wǎng)配套使用。
權(quán)利要求1.一種電子風(fēng)速儀，傳感器是由風(fēng)杯(1)、旋轉(zhuǎn)軸(2)、圓盤(3)、光電檢測器(5)、上軸承(6)、杯架(7)、下軸承(8)組成，其特征在于圓盤(3)上開有1～n個小孔或小缺口，圓盤由上軸承(6)，下軸承(8)支承，在旋轉(zhuǎn)軸(2)的垂直位置上裝有槽形光電檢測器(5)，圓盤插入光電檢測器槽的中間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子風(fēng)速儀，其特征在于圓盤直徑為1～125毫米，厚度為0.01～10毫米，用金屬板或非金屬板制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的電子風(fēng)速儀，其特征在于圓盤上開的小孔與小孔或小缺口與小缺口的間距為 (xD)/(n) 毫米，小孔的直徑與小缺口的寬度相同，均為0.1～25毫米。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子風(fēng)速儀，其特征在于光電檢測器電路是由集成電路，R1限流電阻，R2、R3分壓電阻，R4為GD的負載電阻，GD光電偶合器件構(gòu)成。
專利摘要本實用新型提供一種電子風(fēng)速儀，是一種測量氣流運動、自然風(fēng)速的儀器，風(fēng)速儀傳感器由風(fēng)杯、旋轉(zhuǎn)軸、圓盤、光電檢測器、上下軸承、杯架組成，圓盤上開有小孔或小缺口，在旋轉(zhuǎn)軸垂直位置上裝有槽形光電檢測器。傳感器與顯示器配套使用，兩者之間用電纜線連接，此風(fēng)速儀測量精度高，測量范圍寬，可測量瞬時風(fēng)速，在惡劣的自然風(fēng)速條件下準確測量使用，適合于測量任何條件下的風(fēng)速，結(jié)構(gòu)簡單，易于推廣。
文檔編號G01P5/07GK2063645SQ9020349
公開日1990年10月10日 申請日期1990年3月25日 優(yōu)先權(quán)日1990年3月25日
發(fā)明者李恩剛, 樊亮 申請人:包頭市稀土應(yīng)用技術(shù)研究所