專利名稱：一種微差壓式高精度測風(fēng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種微差壓式高精度測風(fēng)裝置，屬于氣象觀測技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
風(fēng)速、風(fēng)向的測量為準(zhǔn)確的天氣預(yù)報及預(yù)警提供數(shù)據(jù)，為風(fēng)能的普查及利用提供依據(jù)。目前，氣象站中常用風(fēng)杯/風(fēng)向標(biāo)或超聲波風(fēng)速計進行風(fēng)的測量。其中，風(fēng)杯/風(fēng)向標(biāo)測風(fēng)時，風(fēng)杯通過一段時間內(nèi)風(fēng)杯的轉(zhuǎn)數(shù)計算風(fēng)速，啟動風(fēng)速大，遲滯大，陣風(fēng)幾乎無法準(zhǔn)確測量，冰凍雨雪天氣對其影響較大，風(fēng)向標(biāo)同樣存在風(fēng)向滯后的問題；超聲波測風(fēng)儀具有價格高，受溫度、降水降雪影響較大等缺點。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于針對以上背景技術(shù)的缺陷，設(shè)計一種以皮托管為探頭的微差壓式高精度測風(fēng)裝置，并采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)插值處理的方法取得風(fēng)速風(fēng)向值，有利于提高風(fēng)速的測量精度并因消除機械轉(zhuǎn)動部件而提高使用壽命。本實用新型為解決上述技術(shù)問題，采用如下技術(shù)方案一種微差壓式高精度測風(fēng)裝置，包括四個皮托管、四個微差壓傳感器、數(shù)據(jù)采集處理單元和固定支架；其中四個皮托管的測量探頭分別朝四個方向相互垂直水平放置于固定支架上，所述四個微差壓傳感器分別與四個皮托管的上端口連接，將四個皮托管的輸出差壓轉(zhuǎn)換為電信號后輸入數(shù)據(jù)采集處理單元。進一步的，本實用新型的微差壓式高精度測風(fēng)裝置的皮托管為L型，其一端為測量探頭，另一端垂直朝上與微差壓傳感器連接。本實用新型采用上述技術(shù)方案具有以下有益效果本實用新型的測量裝置使用皮托管和高精度的微差壓傳感器的結(jié)構(gòu)進行風(fēng)速、風(fēng)向的測量，具有實時性好、精度高、可靠性好等特點，尤其適合于大風(fēng)的測量。避免了轉(zhuǎn)動式測量風(fēng)向時所產(chǎn)生的機械磨損，使得工作壽命得以延長；超聲波式測風(fēng)時受雨雪、冰凍等天氣狀況影響較大等問題。

圖1是本實用新型的微差壓式高精度測風(fēng)裝置的結(jié)構(gòu)圖。圖中標(biāo)號1-皮托管；2-微差壓傳感器；3-數(shù)據(jù)采集處理單元；4-固定支架。
具體實施方案
以下結(jié)合附圖對實用新型的技術(shù)方案進行詳細說明如圖1所示，水平方向上四個相互垂直安裝的皮托管1作為風(fēng)速風(fēng)向的測量探頭， 輸出風(fēng)全壓與靜壓值。在四個皮托管頂部分別配套安裝高精度微差壓傳感器2，皮托管產(chǎn)生的全壓和靜壓作為微差壓傳感器的差壓輸入。數(shù)據(jù)采集處理單元3對微差壓傳感器的輸出信號進行放大、處理，并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，通過標(biāo)定輸出實際的差壓值。由皮托管、高精度微差壓傳感器、數(shù)據(jù)采集處理單元組成的風(fēng)速、風(fēng)向測量裝置固定安裝在固定支架4上，利用固定支架將該測量裝置安裝在適合高度。在標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)速、風(fēng)向下取得四個微差壓傳感器的測試數(shù)據(jù)，選取樣本后利用四個微差壓傳感器的輸出作為BP網(wǎng)絡(luò)的輸入，對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)速、風(fēng)向作為網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)輸出，BP網(wǎng)絡(luò)的輸入層、隱含層和輸出層的節(jié)點數(shù)按照4 5 2比例結(jié)構(gòu)，隱層采用雙曲正切s型作為傳遞函數(shù)，輸出層神經(jīng)元的傳遞函數(shù)為purelin，采用的訓(xùn)練函數(shù)為trainscg，設(shè)定誤差 E=O. 0001，學(xué)習(xí)步長為0. 05，對網(wǎng)絡(luò)進行訓(xùn)練。BP網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練完成后得到一個四路輸入二路輸出的BP網(wǎng)絡(luò)插值算法模型。數(shù)據(jù)處理時，每次微差壓傳感器測量的壓力值作為這個模型的輸入，模型輸出就是對應(yīng)的風(fēng)速和風(fēng)向。由PC機直接調(diào)用保存的BP網(wǎng)絡(luò)算法對采集的數(shù)據(jù)進行插值處理，也可根據(jù)BP網(wǎng)絡(luò)的數(shù)學(xué)表達式編寫相應(yīng)的程序由微處理器實現(xiàn)。數(shù)學(xué)表達式如下式所示
權(quán)利要求1.一種微差壓式高精度測風(fēng)裝置，其特征在于包括四個皮托管、四個微差壓傳感器、 數(shù)據(jù)采集處理單元和固定支架；其中四個皮托管的測量探頭分別朝四個方向相互垂直水平放置于固定支架上，所述四個微差壓傳感器分別與四個皮托管的上端口連接，將四個皮托管的輸出差壓轉(zhuǎn)換為電信號后輸入數(shù)據(jù)采集處理單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微差壓式高精度測風(fēng)裝置，其特征在于所述皮托管為L型， 其一端為測量探頭，另一端垂直朝上與微差壓傳感器連接。
專利摘要本實用新型公開了一種微差壓式高精度測風(fēng)裝置。本實用新型的測風(fēng)裝置包括皮托管、微差壓傳感器、數(shù)據(jù)采集處理單元、固定支架。該裝置以水平方向上四個相互垂直的皮托管作為測風(fēng)探頭，使用四個配套的高精度微差壓傳感器對各皮托管輸出進行檢測，并利用數(shù)據(jù)采集處理單元把傳感器的輸出轉(zhuǎn)換為差壓值。本實用新型無可動部件，避免了依靠轉(zhuǎn)動部件測量風(fēng)速風(fēng)向時的機械磨損等問題，具有瞬時性好、精度高、壽命長、可靠性好以及受環(huán)境影響較小的特點。
文檔編號G01P13/00GK202075303SQ201120170940
公開日2011年12月14日 申請日期2011年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月26日
發(fā)明者元寶軍, 唐慧強, 李超, 閭軍, 陳康奇 申請人:南京信息工程大學(xué)