本發(fā)明涉及風力發(fā)電領域，尤其涉及一種抗風影測風塔，還涉及一種測風塔的測風方法，特別涉及一種抗風影測風塔的供電設備。

背景技術：

近年來，隨著全球對風能資源的普遍關注和風力發(fā)電行業(yè)的迅速發(fā)展，各國政府、企業(yè)或是風電開發(fā)商開始投資興建測風塔，為將來風電場的投資建設獲取第一手風能資料。測風塔架設在風電場場址內，多為絎架式結構和圓筒式結構，采用鋼絞線斜拉加固方式，高度一般為10-150米。在塔體不同高度處安裝有風速計、風向標以及溫度、氣壓等測風儀。可全天候不間斷地對場址風力情況進行觀測，測量數據被記錄并存儲于安裝在塔體上的數據記錄儀中。

但是現有測風塔結構均存在由塔筒造成的、不同程度的風影效應。風影效應，是指由于測風儀設置于塔筒背風側，而塔筒會對流經測風儀之前的風產生影響。由于風影效應的存在，使得測風儀無法準確檢測風力、風向等參數。

同時，現有測風塔上的測風儀都是采用風場中的火力電源進行供電，并不適用于大風惡劣環(huán)境條件。因此，急需提供一種穩(wěn)定、高效、綠色的測風塔供電設備。

有鑒于此，特提出本發(fā)明。

技術實現要素：

本發(fā)明的第一目的在于提供一種抗風影測風塔的供電設備，以實現利用綠色能源對測風儀進行穩(wěn)定供電的目的；再一目的在于提供一種抗風影測風塔，以達到避免塔筒風影對風力檢測造成影響的目的；另一目的在于提供一種測風塔的測風方法，以實現對測風塔所處位置風力和風向進行精確檢測的目的。

為實現上述發(fā)明目的，采用如下技術方案：

一種抗風影測風塔的供電設備，所述測風塔包括豎直設置于地面上的塔筒，塔筒的測風高度處設有測風儀；測風塔上設有至少一個風機，風機的旋轉軸與發(fā)電機的動力輸入軸相嚙合，發(fā)電機的電力輸出端經電線與測風儀的電力輸入端相連接。

進一步，所述測風塔的頂端處設有一個風機，所述風機包括與塔筒頂部同軸套裝的、水平設置的旋轉軸套，所述旋轉軸套的外周連接有至少三個葉片，各葉片分別沿軸套徑向向外延伸。

進一步，所述旋轉軸套向下延伸，令下端向內收縮以構成下段軸套段；所述下段軸套段構成旋轉軸，發(fā)電機的動力輸入軸相配合的插入下端軸套段的端部中，下段軸套段與動力輸入軸相固定連接，使風機的旋轉軸套帶動發(fā)電機的動力輸入軸旋轉，令發(fā)電機工作產生電力。

進一步，下段軸套段的端部設有向內徑向凸出的內花鍵，以令下端軸套的端部內壁形成凹凸面；動力輸入軸的上端部插入下端軸套中，動力輸入軸的上端部外壁上設有沿徑向向外凸出的、與內花鍵相配合的外花鍵，令插入下端軸套中的動力輸入軸相互嚙合固定。

進一步，發(fā)電機的電力輸出端與蓄電池的電力輸入端相連接，令發(fā)電機對蓄電池浮充連接；蓄電池的電力輸出端與測風儀的電力輸入端相連接。

進一步，測風塔上設有供電模塊，所述供電模塊的電力輸入端經換向開關與第一供電電路或第二供電電路相連接；所述的第一供電電路與發(fā)電機的電力輸出端相連接，所述第二供電電路與測風塔所在風場中的供電電源相連接；供電模塊的電力輸出端與測風儀的電力輸入端相連接。

進一步，所述的供電模塊包括蓄電池，供電模塊的電力輸入端經第一控制開關與蓄電池的電力輸入端相連接，蓄電池的電力輸出端經第二控制開關與供電模塊的電力輸出端。

進一步，所述的供電模塊上還設有信號接收器，所述信號接收器的輸入端與測風塔所在風場中的控制服務器相遠程信號匹配連接，所述信號接收器的輸出端經信號線與第一控制開關和第二控制開關分別相連接。

進一步，測風塔上設有多個測風高度，各測風高度面處分別設有一個測風儀，各測風儀分別經對應的、并連設置的供電電源線與供電模塊的電力輸出端相連接。

進一步，塔筒上的至少一個高度處設有水平設置的測風平臺，所述測風平臺上安裝有至少一套測風儀，所述的測風平臺與塔筒經可旋轉的相鉸鏈連接，測風平臺上還固定安裝有沿徑向豎直設置的擋風板，擋風板的水平延伸軸線與測風儀和塔筒軸線之間連接線相垂直設置，令擋風板在風力作用下帶動測風平臺繞塔身旋轉至測風儀相對塔筒處于風向相垂直方向。

本發(fā)明與現有技術相比存在如下有益效果：

通過在測風塔上設置風機，以使得測風塔可利用綠色風力能源對測風儀提供動力電源，達到了為測風儀提供穩(wěn)定輸入電源、進而使測風儀進行平穩(wěn)工作的目的；同時，在測風塔上設置可切換的風機供電電路和火電供電電路，令測風儀可依據工作狀況，利用任一電源進行工作。

通過將測風儀設置于隨風旋轉的測風平臺上，使得測風平臺上的測風儀始終處于測風儀與塔筒軸線相連接面與風向相垂直，以避免塔筒對測風儀檢測時的塔筒效應，提高測風儀檢測的準確性。

同時，本發(fā)明結構簡單，方法簡潔，效果顯著，適宜推廣使用。

附圖說明

圖1至圖5為本發(fā)明不同實施例中測風塔的結構示意圖；

圖6本發(fā)明實施例中測風塔的測風平臺俯視圖；

圖7本發(fā)明實施例中測風塔的測風平臺安裝斷面圖；

圖8本發(fā)明實施例中測風塔的測風儀安裝結構示意圖；

圖9本發(fā)明實施例中測風塔的測風儀俯視圖；

圖10本發(fā)明實施例中測風塔的安裝桿俯視圖；

圖11本發(fā)明實施例中測風塔的安裝桿安裝斷面圖；

圖12和圖13本發(fā)明不同實施例中測風塔的供電設備示意框圖；

圖14本發(fā)明實施例中測風塔的太陽能板安裝斷面圖；

圖15本發(fā)明實施例中測風塔的信號傳輸系統(tǒng)示意框圖；

圖16至圖19本發(fā)明實施例中測風塔的安裝桿不同旋轉過程的示意圖；

圖20本發(fā)明實施例中測風塔的安裝桿在外力作用下旋轉過程的示意圖。

圖中主要元件說明：1—塔筒，2—測風儀，3—測風平臺，4—安裝桿，5—太陽能板，6—風機，7—上法蘭，8—下法蘭，9—外法蘭，10—內法蘭，11—卡凸，12—凹槽，13—擋風板，14—對重塊，15—支撐桿，16—測風碗，17—連接桿，18—軸套，19—安裝段，20—供電模塊，21—蓄電池，22—對重塊，23—旋轉軸，24—發(fā)電機，25—第一供電電路，26—第二供電電路，27—供電電源，28—換向開關，29—第一控制開關，30—第二控制開關，31—固定桿，32—第一安裝面，33—第二安裝面，34—第一無線信號發(fā)射接收端，35—第二無線信號發(fā)射接收端，36—第三無線信號發(fā)射接收端，37—第四無線信號發(fā)射接收端，38—數據采集單元，39—總數據采集單元，40—數據服務器，41—存儲器。

具體實施方式

下面結合實施例對本發(fā)明進行進一步詳細的說明。

實施例一

如圖1、圖6和圖7所示，本實施介紹了一種抗風影測風塔，包括豎直設置于地面上的塔筒1，塔筒1上的至少一個高度處設有水平設置的測風平臺3，所述測風平臺3上安裝有至少一套測風儀2，所述的測風平臺3與塔筒1經可旋轉的相鉸鏈連接，測風平臺3上還固定安裝有沿徑向豎直設置的擋風板13，擋風板13的水平延伸軸線與測風儀2和塔筒1軸線之間連接線相垂直設置，令擋風板13在風力作用下帶動測風平臺3繞塔身旋轉至測風儀2相對塔筒1處于風向相垂直方向。

通過將測風儀設置于隨風旋轉的測風平臺上，使得測風平臺上的測風儀始終處于測風儀與塔筒軸線相連接面與風向相垂直，以避免塔筒對測風儀檢測時的塔筒效應，提高測風儀檢測的準確性。

本實施例中，所述的測風平臺3為水平設置的圓盤狀結構，測風平臺3的中心與塔筒1同軸設置，測風平臺3的外周處設有相對中心對稱設置的兩個測風儀2。測風平臺3的中部設有穿過塔筒1的穿孔，測風塔的塔筒1對應高度處設有向外凸出的支撐結構，測風平臺3與支撐結構相鉸接，令測風平臺3在風力作用下可繞塔筒1軸線旋轉。

本實施例中，所述測風平臺3上設有相對測風平臺3中心對稱設置的兩道擋風板13，所述的擋風板13為豎直設置的片狀結構，擋風板13沿圓形測風平臺3徑向、自測風平臺3與塔筒1連接處延伸至測風平臺3外周，兩道擋風板13的水平延伸線與兩個測風儀2之間連接線相垂直。優(yōu)選的，所述測風儀2設置于測風平臺3的上表面、擋風板13設置于測風平臺3的下表面，以降低擋風板13對測風儀2檢測風向和風力的影響，提高測風儀2檢測的準確性。

本實施例中，所述的測風平臺3底部設有上法蘭7，測風塔的塔筒1上設有下法蘭8，所述上法蘭7上設有一圈向下凸出的卡凸11，下法蘭8上設有一圈向上設置開口的凹槽12；所述卡凸11卡接入凹槽12中，所述卡凸11和卡槽12均與塔筒1同軸設置，令測風平臺3在卡凸11和卡槽12的配合下繞塔筒1軸線旋轉。

本實施例中，所述卡凸11包括豎直延伸部和水平延伸部，所述豎直延伸部為自上法蘭7底面豎直向下延伸的、與塔筒1同軸設置的筒狀結構，所述水平延伸部為與豎直延伸部底部相連接的、與塔筒1同軸設置的環(huán)狀結構，環(huán)狀水平延伸部的內周和/或外周凸出豎直延伸部的對應側壁設置，以構成橫截面為“倒置T”或“L”形的卡凸。

本實施例中，所述卡槽12與卡凸11相對應設置，且卡槽12上部設有供卡凸11的豎直延伸部穿出的開口；優(yōu)選的，所述開口與豎直延伸部之間相接觸處設有密封條，以保證凹槽中空間相對密閉設置，保證凹槽中的潤滑油不會外泄。

本實施例中，所述卡槽12與卡凸11之間充滿潤滑油；和/或卡槽12的底壁、側壁中的至少一個上設有一排間隔排布的滾珠，以降低旋轉平臺旋轉過程中的摩擦力，令測風儀的測量結果更為精確。

本實施例中，所述測風儀2包括豎直支撐桿15，支撐桿15的下端與測風平臺3相連接、上端設有繞支撐桿旋轉的三角支架，三角支架上設有相對支撐桿軸向對稱排布的三個測風碗16。

本實施例中，測風平臺3上設置兩個相對塔筒1軸線對稱設置的測風儀2，兩測風儀2的支撐桿15與支撐平臺3的連接處相對塔筒1軸線對稱設置，各支撐桿15所處平面與擋風板13水平延伸軸線分別相垂直設置。

通過將測風儀相連接線與擋風板的軸線相垂直設置，使測風平臺在擋風板受風力作用下始終處于與風向同向方向，并使得測風儀始終不被塔筒干涉影響，實現了消除塔筒的風影效應，提高了測風塔的檢測準確度。

本實施例中，所述塔筒1的多個測風高度面處分別設有一個測風平臺3，每個測風平臺3上分別設有兩個相對塔筒1軸線對稱設置的測風儀2，且每個測風平臺3上分別設有兩片沿徑向延伸的擋風板13，各擋風板13的水平延伸軸線均與對應測風平臺3上的兩個測風儀2連接線相垂直設置，以對測風塔的多個不同高度分別進行風力和風向的檢測。

實施例二

如圖2、圖8和圖9所示，本實施例中介紹了一種抗風影測風塔，包括豎直設置于地面上的塔筒1，塔筒1的至少一個高度面為測風平面，測風平面上設于相對塔筒1軸線對稱設置的至少兩個測風儀2，各測風儀2均包括一支撐桿15，支撐桿15的下端與塔筒1相固定連接，支撐桿15的上端設有繞支撐桿15軸線旋轉的三腳架，三腳架上設有相對支撐桿15軸線對稱排布的至少三個測風碗16。

通過在塔筒的同一高度平面中設置至少兩個測風儀，以對塔筒四周的多個方向上風力和風向進行檢測，以增加數據收集的多樣性，提高檢測準確度，降低塔筒風影對測風儀檢測數據的影響。

本實施例中，測風儀2的支撐桿15相對塔筒1軸線向外傾斜設置，測風桿15豎直延伸設置，測風桿15的軸線自下向上逐漸向遠離塔筒1側方向傾斜，且測風桿15的軸線與塔筒1軸線處于同一豎直平面中。

本實施例中，所述的測風桿15的上端設有豎直向上彎折的安裝段19，安裝段19上套裝有同軸設置的三腳架，所述三腳架包括套裝于安裝段19上的同心軸套18，軸套18外周連接有至少三根水平徑向延伸的連接桿17，各連接桿17相對軸套18的中心對稱排布設置，連接桿17的端部分別連接測風碗16。

本實施例中，所述測風碗16由開口相背設置的兩個碗狀結構構成，兩碗裝結構的底部中心相連接，兩碗裝結構相對連接處對稱同形設置，連接桿17的端部與兩個碗裝結構的連接處相連接，且碗裝結構的軸線水平、并與連接桿17軸線相垂直設置。

通過將測風碗設置為相對水平設置的兩個碗裝結構，以使得測風碗對順時針和逆時針方向的風力均可承受并進行檢測，使得測風儀的檢測方式多樣化，提高了測風儀的檢測準確度。

本實施例中，所述安裝段19為豎直延伸的的軸段，安裝段19的軸線與測風塔塔筒1之間的距離L>(連接桿長度L1+測風碗半徑r)*2，以使得測風儀2的測風碗與塔筒1之間相距一定距離，進一步縮減塔筒1風影對測風儀2檢測數據的影響。

本實施例中，所述塔筒1的多個高度面分別為一個測風平面，每個測風平面上分別設有至少兩個相對塔筒1軸線對稱設置的測風儀2。

本實施例中，相鄰測風平面上分別設置N個測風儀2和N+1個測風儀2，所述的N為大于等于2的正整數。

本實施例中，還可以如上述實施例一所述，在塔筒1上的測風平面處設有水平設置的測風平臺3，所述測風平面上的多個相對塔筒1軸線對稱設置的測風儀2均安裝于測風平臺3上，所述的測風平臺3與塔筒1經可旋轉的相鉸鏈連接，測風平臺3上還固定安裝有沿徑向豎直設置的擋風板13，擋風板13的水平延伸軸線與至少一個測風儀2和塔筒1軸線之間連接線相垂直設置，令擋風板13在風力作用下帶動測風平臺3繞塔身旋轉至測風儀2相對塔筒1處于風向相垂直方向(未在附圖中注明)。通過上述設置，使得至少一個測風儀可在旋轉平臺作用下始終處于塔筒的迎風面處，以提高測風儀的測量準確性、消除塔筒風影效應對其測量的干擾。

實施例三

本實施例中介紹了一種基于上述實施例二中抗風影測風塔的測風方法，所述方法如下：對任一測風塔的測風高度面處，相對測風塔軸線對稱排布的、距離測風塔距離相等的至少兩個測風點進行風向和風力測量，并將兩個測風點處分別測得的風力值和風向值相結合，以得出實際測量風力和風向。

通過對測風高度面上不同位置處的風力和風向進行檢測，并依據檢測值得出實際測量風力和風向，使得實際測量數值綜合了塔筒各個方向的的測量值，令測量結果更為精確，降低了塔筒風影對測量結果產生的影響。

本實施例中，風力測量具體步驟如下，

步驟11)、對相對測風塔軸線對稱分布的兩個測風點處的風向分別進行測量得出第一風速V1和第二風速V2；

步驟12)、利用公式：V＝(V1+V2)/2，得出實際測量風速V。

優(yōu)選的，本實施例中，對測風平面上的至少三個測風點處的風力分別進行測量，以得出第一風速V1、第二風速V2…第n風速Vn；并利用公式：V＝(V1+V2…+Vn)/n，得出實際測量風速V；所述的n為大于等于3的正整數。

通過對同一測風高度面上的各個測風儀所測量風力的平均值做為最終實際測量風速值，使得各個測風儀處的風力檢測相互累加，令迎風面的風力和背風面的風力相互疊加，進而實現了對不同測風點處測量數值相互疊加、消除風影影響的目的。

本實施例中，風向測量具體步驟如下，

步驟21)、對相對測風塔軸線對稱分布的兩個測風點處的風向分別進行測量得出第一風向F1和第二風向F2；

步驟22)、第一風向F1和第二風向F2相對東西方向的夾角分別為α1和α2；

步驟23)、利用公式：α＝(α1+α2)/2，得出實際測量風向F與東西方向的夾角α；

步驟24)、將夾角α換算為實際測量風向，得出實際測量風向F。

通過上述步驟，使得不同位置處測風儀的風向測量數值之間可相互疊加，以提高測風風向數值的準確度，并實現降低塔筒對檢測風向的檢測誤差的目的，進而達到提高測風塔抗塔筒風影效應的目的。

優(yōu)選的，本實施例中，風向測量具體步驟如下，

步驟31)、對相對測風塔軸線對稱分布的至少三個測風點處的風向分別進行測量得出第一風向F1、第二風向F2…第n風向Fn；

步驟32)、第一風向F1與第一測量點和塔筒軸線連接線的夾角為β1，第二風向F2與第二測量點和塔筒軸線連接線的夾角為β2…第βn風向Fn與第n測量點和塔筒軸線連接線的夾角為βn；

步驟33)、調用與β1、β2…βn分別相對應的對應修訂值γ1、γ2…γn；

步驟34)、將第一風向F1疊加修訂值γ1、第二風向F2疊加修訂值γ2…第n風向疊加修訂值γn，以分別得出第一修正風向F11、第二修正風向F12…第二修正風向F1n；

步驟35)、第一修正風向F11、第二修正風向F12…第三修正風向1n分別相對東西方向的夾角分別為α11、α12…α1n；

步驟36)、利用公式：α＝(α11+α12…+α1n)/n，得出實際測量風向F與東西方向的夾角α；

步驟37)、將夾角α換算為實際測量風向，得出實際測量風向F。

本實施例中，上述步驟33)中的修訂值γ1、γ2…γn為預存的對應設定值，所述的γ1、γ2…γn與夾角β1、β2…βn相一一對應的預先存儲于測風儀上的存儲模塊中，以在測風儀進行檢測過程中進行匹配調用。

利用本實施例中的測量方法，測風塔經上述步驟得出的實際測量風力和風向經無線數據傳輸、和/或有線數據傳輸上傳至測風塔所處風場的控制服務器。

實施例四

本實施例中介紹了一種應用上述實施例三所述測風方法的抗風影測風塔，其與上述實施例二中抗風影測風塔的區(qū)別在于：測風塔的任一測風高度面處分別設置一個處理器，所述處理器與對應測風高度上各測量點處所設的測風儀2分別相連接，測風儀2對風力和風向進行檢測并傳輸至處理器，所述處理器按照實施例二所述的測風方法利用測風儀2測得的風力和風向，得出實際測量風力和風向。

通過在不同測風高度面分別一一對應設置處理器，以使得各處理器分別處理對應高度面上的風力和風向測量數值，以縮減處理器與測風儀2之間的距離，提高處理器的反應速率和處理速度；同時，避免不同高度面上測風儀2進行數據處理時產生的相互干涉。

本實施例中，測風塔的各測風高度面處分別設置一供電模塊20，所述供電模塊20與處理器和測風儀2的電力輸入端分別相連接。

本實施例中，所述的供電模塊20包括設置于測風高度面上的太陽能板5，所述太陽能板5的輸出端浮充連接蓄電池21的電力輸入端，蓄電池21的電力輸出端與處理器和測風儀2的電力輸入端分別相連接。

通過在測風塔上設置為處理器供電的單獨供電模塊，以提高處理的供電平穩(wěn)性，提高測風塔的測量結果準確度。

實施例五

如圖3、圖10和圖11所示，本實施例中介紹了一種抗風影測風塔，包括豎直設置于地面上的塔筒1，塔筒1上的至少一個高度處設有水平設置的安裝桿4，安裝桿4可繞塔筒1軸線旋轉的安裝于塔筒1上，安裝桿4的第一端設有測風儀2、第二端設有對重塊22，所述的安裝桿4上設有豎直設置的擋風板13。

通過將測風儀設置于隨風旋轉的安裝桿上，使得安裝桿上的測風儀始終處于相對塔筒軸線的風向上游方向，以避免塔筒對測風儀檢測時的塔筒效應，提高測風儀檢測的準確性。

本實施例中，安裝桿4上設有穿設于塔筒1的外法蘭9，所述外法蘭9靠近第二端設置，塔筒1上設有內法蘭10，所述外法蘭9與內法蘭10相配合內外插接套裝，以形成供安裝桿4繞塔筒1軸線旋轉的鉸鏈。

本實施例中，所述的內法蘭10水平安裝于塔筒1外周，內法蘭10的外側壁設有向外側壁開口的一圈凹槽12；外法蘭9的內壁設有向中心凸出延伸的、與凹槽12相配合插接的卡凸11，令卡凸11插入凹槽12中，使內法蘭10和外法蘭9形成可繞塔筒1軸線轉動的鉸鏈結構；優(yōu)選的，內法蘭10的上側面和外法蘭9的上側面、內法蘭10的下側面和外法9的下側面分別處于同一水平面中。

本實施例中，所述卡凸11包括豎直延伸部和水平延伸部，所述水平延伸部為自外法蘭9內側豎直向中心方向延伸的、與塔筒1軸線相垂直設置的環(huán)狀結構，所述豎直延伸部為與水平延伸部內周相連接的、與塔筒1同軸設置的筒狀結構，筒狀豎直延伸部的上側和/或下側凸出水平延伸部的對應側壁設置，以構成橫截面為“旋轉90度的T”或“L”形的卡凸。

本實施例中，所述安裝桿4上設有至少兩個測風儀2，各測風儀2自安裝桿4第一端至外法蘭9方向間隔排布設置，相鄰測風儀2之間分別設有擋風板13。

通過在安裝桿上設置間隔設置的多個測風儀，以使得多個測風儀對同一高度處的風力和風向進行檢查，以提高檢查精度。

本實施例中，所述擋風板13豎直設置，各擋風板13分別與塔筒1軸線處于同一平面，擋風板13的高度低于測風儀2的高度。優(yōu)選的，擋風板13設于安裝桿4下部、測風儀2設于安裝桿4上部，以消除擋風板13對測風儀2的影響，進一步提高測風儀2的檢測精度。

優(yōu)選的，還可以在本實施例中，相鄰擋風板13分別交錯設于安裝桿4的上側和下側，以提高安裝桿4的穩(wěn)定性。

本實施例中，所述測風儀2包括豎直支撐桿15，支撐桿15的下端與測風平臺3相連接、上端設有繞支撐桿15旋轉的三角支架，三角支架上設有相對支撐桿15軸向對稱排布的三個測風碗16。

本實施例中，所述塔筒1的多個測風高度面處分別設有一個繞塔筒1軸線旋轉的安裝桿4，每個安裝桿4上分別設有至少一個測風儀2，且每個安裝桿4上分別設有至少一片沿安裝桿4軸線方向延伸的擋風板13。

實施例六

本實施例介紹了一種基于上述實施例五所述抗風影測風塔的測風方法，所述測風塔包括豎直設置于地面上的塔筒1，塔筒1的測風高度處設有水平設置的安裝桿4，安裝桿4可繞塔筒1軸線旋轉的安裝于塔筒1上，安裝桿4的第一端設有測風儀2、第二端設有對重塊，所述的安裝桿4上設有豎直設置的擋風板13；對安裝桿4的旋轉角度進行監(jiān)測，并依據安裝桿4的旋轉角度檢測值得出測風塔的測風高度面處的風向。

通過對安裝桿隨風旋轉停止后方位進行監(jiān)測，以使得安裝桿構成測風塔的風向標，令僅需對安裝桿方位進行檢測，就可得出預安裝桿同方向的風向，進而使得測風儀安裝平面就具備了測量風向的功能，實現了對測風塔處風向進行精確測量的目的。

本實施例中，測風方法的具體檢測步驟如下，

步驟1)、對安裝桿的初始方位進行檢測得出初始方位F0；

步驟2)、對安裝桿的轉動方向進行檢測，當俯視安裝桿為順時針旋轉時，執(zhí)行步驟3)；當俯視安裝桿為逆時針旋轉時，執(zhí)行步驟4)；

步驟3)、對安裝桿的最終位置進行檢測得出安裝桿相對塔筒軸線的檢測方位F1；判斷檢測方位F1相對初始方位F0的順時針方向夾角是否小于180度；若是，則如圖16所示檢測方位F1為風向方向；若否，則如圖17所示檢測方位F1+180度為風向方向；

步驟4)、對安裝桿的最終位置進行檢測得出安裝桿相對塔筒軸線的檢測方位F1；判斷檢測方位F1相對初始方位F0的逆時針方向夾角是否小于180度；若是，則如圖18所示檢測方位F1為風向方向；若否，則如圖19所示檢測方位F1+180度為風向方向。

本實施例中，在安裝桿處于最終位置不再產生旋轉位移時，對安裝桿施加外力，并檢測安裝桿的再次不再旋轉后的二次最終位置，并對二次最終位置進行檢測得出安裝桿相對塔筒軸線的檢測方位F2，以得出修正后的風向方向。

本實施例中，所述修正后的風向方向的檢測步驟如下，

步驟11)、安裝桿在風力作用下旋轉至最終位置并不再移動一定時間t，對最終位置的方位進行測量得出安裝桿相對塔筒軸線的檢測方位F1；

步驟12)、對安裝桿施加水平切線方向的外力，推動安裝桿繞塔筒軸線旋轉；

步驟13)、安裝桿在風力作用下旋轉至第二最終位置并不再一定時間t，對第二最終位置的方位進行測量得出安裝桿相對塔筒軸線的檢測方位F2；

步驟14)、檢測安裝桿在移動至第二最終位置之前的旋轉方向；當俯視安裝桿為順時針旋轉時，執(zhí)行步驟15)；當俯視安裝桿為逆時針旋轉時，執(zhí)行步驟16)；

步驟15)、對安裝桿的最終位置進行檢測得出安裝桿相對塔筒軸線的檢測方位F2；判斷檢測方位F2相對初始方位F1的順時針方向夾角是否小于180度；若是，則檢測方位F1為風向方向；若否，則檢測方位F1+180度為風向方向；

步驟16)、對安裝桿的最終位置進行檢測得出安裝桿相對塔筒軸線的檢測方位F2；判斷檢測方位F2相對初始方位F1的逆時針方向夾角是否小于180度；若是，則檢測方位F2為風向方向；若否，則檢測方位F2+180度為風向方向。

通過對安裝桿施加外力，以使得安裝桿在外力作用下再次旋轉、并在風力作用下再次停止旋轉，以對外力和風力雙重作用下的安裝桿轉動情況進行檢測，以進一步準確確定安裝桿的旋轉變向方向，進而精確得出風向方向。

優(yōu)選的，對安裝桿施加的外力，需滿足安裝桿繞塔筒軸線至少旋轉360度，以使得安裝桿在風力作用、和/或摩擦力作用下至少繞塔筒軸一圈，以保證對變向節(jié)點測量的精確性。

如圖20所示，本實施例中，檢測安裝桿在外力推動下旋轉時是否改變轉動方向；若是，記錄改變轉動方向時間節(jié)點時，安裝桿的方位F3，并記錄安裝桿改變方向后的轉動方向；若安裝桿改變后的轉動方向為，俯視安裝桿為順時針旋轉時，風向方向為F3向順時針方向偏轉90度；若安裝桿改變方向后的轉動方向為，俯視安裝桿為逆時針旋轉時，風向方向為F3向逆時針方向偏轉90度。

本實施例中，對測風塔測風高度處的風力進行測量，并依據風力調用對應的修正方位參數；所述的修正方位參數與依據F3得出的風向方向相結合得出二次修正后風向方向，并將二次修正后風向方向做為測量值輸出。

本實施例中，所述的修正方位參數為預存的與風力數值相一一對應的設定值，所述修正方位參數與風力數值為相對應存儲于測風儀的存儲器中的預存值，以在測風儀工作上調用。通過對風向測量結果累加依據風速對應的二次修訂值，以進一步準確確定安裝桿的旋轉變向方向，進而精確得出風向方向。

依據本實施例上述測風方法得出的實際測量風力和風向經無線數據傳輸、和/或有線數據傳輸上傳至測風塔所處風場的控制服務器。

實施例七

本實施例介紹了一種基于上述實施例五所述抗風影測風塔的測風方法，所述測風塔包括豎直設置于地面上的塔筒1，塔筒1的測風高度處設有水平設置的安裝桿4，安裝桿4可繞塔筒1軸線旋轉的安裝于塔筒1上，安裝桿4的第一端設有測風儀2、第二端設有對重塊，所述的安裝桿4上設有豎直設置的擋風板13；對安裝桿4施加外力后檢測安裝桿4的旋轉進行監(jiān)測，并依據安裝桿4的旋轉角度檢測值得出測風塔的測風高度面處的風向。

通過對施加外力的安裝桿隨風旋轉過程進行監(jiān)測，以使得安裝桿構成測風塔的風向標，令僅需對安裝桿改變轉動方向時的方位、或最終靜止時的方位進行檢測，就可得出預安裝桿同方向的風向，進而使得測風儀安裝平面就具備了測量風向的功能，實現了對測風塔處風向進行精確測量的目的。

如圖20所示，本實施例中，檢測安裝桿在外力推動下旋轉時是否改變轉動方向；若是，記錄改變轉動方向時間節(jié)點時，安裝桿的方位F3，并記錄安裝桿改變方向后的轉動方向；若安裝桿改變后的轉動方向為，俯視安裝桿為順時針旋轉時，風向方向為F3向順時針方向偏轉90度；若安裝桿改變方向后的轉動方向為，俯視安裝桿為逆時針旋轉時，風向方向為F3向逆時針方向偏轉90度。

本實施例中，具體檢測步驟如下，

步驟21)、安裝桿在風力作用下旋轉至最終位置并不再移動一定時間t，對最終位置的方位進行測量得出安裝桿相對塔筒軸線的檢測方位F1；

步驟22)、對安裝桿施加水平切線方向的外力，推動安裝桿繞塔筒軸線旋轉；

步驟23)、檢測安裝桿旋轉過程中，安裝桿的旋轉方向是否發(fā)生改變；若是，則執(zhí)行步驟24)；若否，則執(zhí)行步驟26)；

步驟24)、檢測改變轉動方向時間節(jié)點時，安裝桿的方位F3，并檢測安裝桿改變方向后的轉動方向；

步驟25)、若安裝桿改變后的轉動方向為，俯視安裝桿為順時針旋轉時，風向方向為F3向順時針方向偏轉90度；若安裝桿改變方向后的轉動方向為，俯視安裝桿為逆時針旋轉時，風向方向為F3向逆時針方向偏轉90度；

步驟26)、安裝桿在風力作用下旋轉至第二最終位置并不再一定時間t，對第二最終位置的方位進行測量得出安裝桿相對塔筒軸線的檢測方位F2；

步驟27)、檢測安裝桿在移動至第二最終位置之前的旋轉方向；當俯視安裝桿為順時針旋轉時，執(zhí)行步驟28)；當俯視安裝桿為逆時針旋轉時，執(zhí)行步驟29)；

步驟28)、對安裝桿的最終位置進行檢測得出安裝桿相對塔筒軸線的檢測方位F2；判斷檢測方位F2相對初始方位F1的順時針方向夾角是否小于180度；若是，則檢測方位F1為風向方向；若否，則檢測方位F1+180度為風向方向；

步驟29)、對安裝桿的最終位置進行檢測得出安裝桿相對塔筒軸線的檢測方位F2；判斷檢測方位F2相對初始方位F1的逆時針方向夾角是否小于180度；若是，則檢測方位F1為風向方向；若否，則檢測方位F1+180度為風向方向。

本實施例中，對測風塔測風高度處的風力進行測量，并依據風力調用對應的修正方位參數；所述的修正方位參數與依據F3得出的風向方向相結合得出二次修正后風向方向，并將二次修正后風向方向做為測量值輸出。

本實施例中，所述的修正方位參數為預存的與風力數值相一一對應的設定值。

依據本實施例上述測風方法得出的實際測量風力和風向經無線數據傳輸、和/或有線數據傳輸上傳至測風塔所處風場的控制服務器。

實施例八

本實施例介紹了一種基于上述實施例四或五所述測風方法的抗風影測風塔，所述測風塔包括豎直設置于地面上的塔筒1，塔筒1的測風高度處設有水平設置的安裝桿4，安裝桿4可繞塔筒1軸線旋轉的安裝于塔筒1上，安裝桿4的第一端設有測風儀2、第二端設有對重塊，所述的安裝桿4上設有豎直設置的擋風板13；所述的測風塔上設有驅動安裝桿4繞塔筒1軸線旋轉的驅動裝置。

本實施例中，測風塔的塔筒1上設有驅動電機，所述驅動電機的輸出軸與塔筒1同軸設置；安裝桿4上設有套裝于塔筒1外周的、同軸設置的外法蘭，所述外法蘭與輸出軸相嚙合連接，令安裝桿4在驅動電機作用下繞塔筒1軸線旋轉。

本實施例中，所述的驅動電機設于塔筒1內部，驅動電機的輸出軸端部為豎直設置的、套設于塔筒1外壁的輸出軸套，所述輸出軸套的下端設有第一花鍵，安裝桿4的外法蘭上側設有與第一花鍵相配合的第二花鍵槽，令輸出軸套與外法蘭相嚙合固定連接(未在附圖中注明)。

通過上述設置，以在驅動電機作用下對安裝桿提供驅動其繞塔筒軸線旋轉的外力，令安裝桿水平旋轉，以對安裝桿在風力作用下轉向改變節(jié)點進行檢測，以準確得出測風塔處風向的目的。同時，將安裝桿經驅動電機帶動旋轉，令驅動電機可在設定時間節(jié)點工作并輸出外力，令安裝桿在每隔時間段后就可產生旋轉、并對其轉向進行檢測，達到了自動定時對風向進行測量的目的。

實施例九

如圖4和圖12所示，本實施例中介紹了一種抗風影測風塔的供電設備，所述測風塔包括豎直設置于地面上的塔筒1，塔筒1的測風高度處設有測風儀2；測風塔上設有至少一個風機6，風機6的旋轉軸23與發(fā)電機24的動力輸入軸相嚙合，發(fā)電機24的電力輸出端經電線與測風儀2的電力輸入端相連接。

通過在測風塔上設置風機，以使得測風塔可利用綠色風力能源對測風儀提供動力電源，達到了為測風儀提供穩(wěn)定輸入電源、進而使測風儀進行平穩(wěn)工作的目的；同時，在測風塔上設置可切換的風機供電電路和火電供電電路，令測風儀可依據工作狀況，利用任一電源進行工作。

本實施例中，所述測風塔的塔筒1頂端處設有一個風機6，所述風機6包括與塔筒1頂部同軸套裝的、水平設置的旋轉軸套，所述旋轉軸套的外周連接有至少三個葉片，各葉片分別沿軸套徑向向外延伸。

本實施例中，所述旋轉軸套向下延伸，令下端向內收縮以構成下段軸套段；所述下段軸套段構成旋轉軸23，發(fā)電機24的動力輸入軸相配合的插入下端軸套段的端部中，下段軸套段與動力輸入軸相固定連接，使風機6的旋轉軸套帶動發(fā)電機24的動力輸入軸旋轉，令發(fā)電機工作產生電力。

本實施例中，下段軸套段的端部設有向內徑向凸出的內花鍵，以令下端軸套的端部內壁形成凹凸面；動力輸入軸的上端部插入下端軸套中，動力輸入軸的上端部外壁上設有沿徑向向外凸出的、與內花鍵相配合的外花鍵，令插入下端軸套中的動力輸入軸相互嚙合固定(未在附圖中注明)。

本實施例中，發(fā)電機24的電力輸出端與蓄電池21的電力輸入端相連接，令發(fā)電機24對蓄電池21浮充連接；蓄電池21的電力輸出端與測風儀2的電力輸入端相連接。

本實施例中，測風塔的塔筒1上設有供電模塊20，所述供電模塊20的電力輸入端經換向開關28與第一供電電路25或第二供電電路26相連接；所述的第一供電電路25與發(fā)電機24的電力輸出端相連接，所述第二供電電路26與測風塔所在風場中的供電電源27相連接；供電模塊20的電力輸出端與測風儀2的電力輸入端相連接。

本實施例中，所述的供電模塊20包括蓄電池21，供電模塊20的電力輸入端經第一控制開關29與蓄電池21的電力輸入端相連接，蓄電池21的電力輸出端經第二控制開關30與供電模塊20的電力輸出端。

本實施例中，所述的供電模塊20上還設有信號接收器，所述信號接收器的輸入端與測風塔所在風場中的控制服務器相遠程信號匹配連接，所述信號接收器的輸出端經信號線與第一控制開關29和第二控制開關30分別相連接。

本實施例中，測風塔上設有多個測風高度，各測風高度面處分別設有一個測風儀2，各測風儀2分別經對應的、并連設置的供電電源線與供電模塊20的電力輸出端相連接。

本實施例中，所述的供電設備可應用于上述實施例一至八任一所述的測風塔上，與對測風塔上設置的測風儀2提供動力電力，令測風儀2進行工作。

實施例十

如圖5和圖13、圖14所示，本實施例中介紹了一種抗風影測風塔的供電設備，所述測風塔包括豎直設置于地面上的塔筒1，塔筒1的各測風高度處分別設有測風儀2；各測風高度處分別安裝至少一個太陽能板5，太陽能板5的電力輸出端與測風儀2的電力輸入端相連接。

通過在測風塔上設置太陽能板，以使得測風塔可利用綠色太陽能能源對測風儀提供動力電源，達到了為測風儀提供穩(wěn)定輸入電源、進而使測風儀進行平穩(wěn)工作的目的；同時，在測風塔上設置可切換的太陽能供電電路和火電供電電路，令測風儀可依據工作狀況，利用任一電源進行工作。

本實施例中，塔筒1的測風高度處設有相對塔筒1軸線對稱排布的至少兩個測風儀2，相鄰測風儀2之間分別設有一個太陽能板5。

本實施例中，太陽能板5的中心和測風儀2的支撐桿15與塔筒1連接處均處于同一水平面中；所述的太陽能板5與左右兩側測風儀2之間的間距相等設置。

本實施例中，太陽能板5為自上向下逐漸變寬、且自上向下逐漸向遠離塔筒1軸線方向傾斜的半圓錐狀。

本實施例中，所述太陽能板5的上部和下部分別經至少一個連接件與塔筒1相連接.

本實施例中，所述連接件為水平沿塔筒1徑向延伸的固定桿31；固定桿31的第一端設有與塔筒1相連接的第一安裝面32，第一安裝面32為與塔筒1外壁相匹配貼合的、向塔筒1外側彎曲的弧形板，弧形板的中部與固定桿31的第一端相連接，弧形板的四個角部分別經螺栓與塔筒1相固定連接；固定桿31的第二端設有與塔筒1相連接的第二安裝面33，第二安裝面33為與太陽能板5內側壁相匹配貼合的、向塔筒1外側彎曲的錐形板，錐形板的中部與固定桿31的第二端相連接，錐形板的四個角部分別經螺栓與太陽能板5相固定連接；

本實施例中，所述測風儀2包括豎直支撐桿15，支撐桿15的下端與測風平臺3相連接、上端設有繞支撐桿15旋轉的三角支架，三角支架上設有相對支撐桿15軸向對稱排布的三個測風碗16。

本實施例中，所述的太陽能板5與相鄰測風儀2的支撐桿16與塔筒1連接處之間距離大于測風儀2上構成三角架的連接桿17軸線長度與測風碗16直徑之和的兩倍。

本實施例中，太陽能板5的電力輸出端與蓄電池21的電力輸入端相連接，令太陽能板5對蓄電池21浮充連接；蓄電池21的電力輸出端與測風儀2的電力輸入端相連接。

本實施例中，測風塔的塔筒1上設有供電模塊20，所述供電模塊20的電力輸入端經換向開關28與第一供電電路25或第二供電電路26相連接；所述的第一供電電路25與太陽能板5的電力輸出端相連接，所述第二供電電路26與測風塔所在風場中的供電電源27相連接；供電模塊20的電力輸出端與測風儀2的電力輸入端相連接。

本實施例中，所述的供電模塊20包括蓄電池21，供電模塊20的電力輸入端經第一控制開關29與蓄電池21的電力輸入端相連接，蓄電池21的電力輸出端經第二控制開關30與供電模塊20的電力輸出端。

本實施例中，所述的供電模塊20上還設有信號接收器，所述信號接收器的輸入端與測風塔所在風場中的控制服務器相遠程信號匹配連接，所述信號接收器的輸出端經信號線與第一控制開關29和第二控制開關30分別相連接。

本實施例中，所述的供電設備可應用于上述實施例一至八任一所述的測風塔上，與對測風塔上設置的測風儀2提供動力電力，令測風儀2進行工作。

實施例十一

如圖15所示，本實施例中介紹了一種抗風影測風塔的信號傳輸系統(tǒng)，所述測風塔上設有數據采集單元38和至少一個測風儀2；數據采集單元38上設有第一無線信號發(fā)射接收終端34，測風儀2上設有第二無線信號發(fā)射接收終端35，所述第一無線信號發(fā)射接收終端34與第二無線信號發(fā)射接收終端35相匹配對應無線連接，令數據采集單元38與測風儀2之間經無線信號相互傳輸數據。

通過將測風儀與測風塔上的數據采集單元向無線匹配對接，令二者之間經無線信號進行相互之間的數據傳遞，以避免了二者需要連接數據傳輸線的麻煩；同時，在測風儀相對塔筒產生位移時，避免了因二者之間有連接線造成測風儀移動不順暢、數據傳輸不穩(wěn)定的問題，提高了整個測風塔數據傳輸的穩(wěn)定性。

本實施例中，第一無線信號接收器34為wifi、藍牙、紅外、4g模塊中的一種或組合；第二無線信號接收器35為相對應匹配連接的wifi、藍牙、紅外、4g模塊中的一種或組合。

本實施例中，所述數據采集單元38上設有存儲器41，所述存儲器41與第一無線信號發(fā)射接收終端34相連接，以對數據采集單元接收的數據進行存儲。

本實施例中，所述數據采集單元38還經數據傳輸總線與測風塔所在風場中的數據服務器40相連接；或者，數據采集單元38上設有第三無線信號發(fā)射接收終端36，數據服務器40上設有第四無線信號發(fā)射接收終端37，所述第三無線號發(fā)射接收終端36和第四無線信號發(fā)射接收終端37相匹配對應無線連接，令數據采集單元38與數據服務器40相連接。

優(yōu)選的，本實施例中，所述測風塔包括豎直設置于地面上的塔筒1，塔筒1的測風高度處設有水平設置的安裝桿4，安裝桿4可繞塔筒1軸線旋轉的安裝于塔筒1上，安裝桿4的第一端設有測風儀2、第二端設有對重塊22，所述的安裝桿4上設有豎直設置的擋風板13。

本實施例中，所述測風塔塔筒1上設有至少兩個處于不同測風高度處的安裝桿4，每個安裝桿4上分別設有至少一個測風儀2，每個安裝桿4上設有一個數據采集單元38，各數據采集單元38上的第一無線信號發(fā)射接收端34分別與對應安裝桿4上測風儀2的第二無線信號發(fā)射接收端35相匹配連接。

本實施例中，測風塔上設有總數據采集單元39，所述總數據采集單元39的信號接受端經數據總線與各高度處的數據采集單元38分別相串連連接，總數據采集單元39的信號輸出端與測風塔所在風場中的數據服務器40相連接。本實施例中，總數據采集單元39與存儲器41相連結，以將總數據采集單元39接收的數據傳輸至存儲器41中進行存儲；同時，總數據采集單元39還與測風塔所處風場中的數據服務器40經第三無線號發(fā)射接收終端36和第四無線信號發(fā)射接收終端37相匹配對應無線連接，以將采集的數據上傳至服務器。

上述實施例中的實施方案可以進一步組合或者替換，且實施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行描述，并非對本發(fā)明的構思和范圍進行限定，在不脫離本發(fā)明設計思想的前提下，本領域中專業(yè)技術人員對本發(fā)明的技術方案作出的各種變化和改進，均屬于本發(fā)明的保護范圍。