風(fēng)向和風(fēng)速的傳感裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種風(fēng)向和風(fēng)速的傳感裝置，該傳感裝置包括底座板、底座彈簧、容器支撐底板、圓柱形容器、導(dǎo)電溶液、容器上蓋，在圓柱形容器的內(nèi)壁上依次自下而上固定有至少兩組電阻元件組，電阻元件組高于導(dǎo)電溶液，每組電阻元件組包括至少四個位于同一高度的裸露電阻，每組裸露電阻在圓柱形容器的內(nèi)壁上沿周向均勻分布，在容器上蓋的中部設(shè)有穿孔，裸露電阻的兩端連接有包有絕緣層的導(dǎo)線，導(dǎo)線從容器上蓋的穿孔穿出到圓柱形容器之外，在容器上蓋的穿孔中設(shè)有密封膠，密封膠密封所述穿孔，裸露電阻兩端的導(dǎo)線均與電阻檢測器連接。本實用新型的傳感裝置，其結(jié)構(gòu)簡單、易于制造、成本低、可同時反映風(fēng)向和風(fēng)速的變化。
【專利說明】風(fēng)向和風(fēng)速的傳感裝置【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種傳感裝置，尤其涉及一種風(fēng)向和風(fēng)速的傳感裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)向及風(fēng)速的測量在日常生產(chǎn)生活中具有重要的意義，天氣變化的預(yù)測(如沙塵天氣和霧霾的預(yù)測)、風(fēng)能資源的開發(fā)利用、城市高層建筑之間的距離設(shè)計等都與風(fēng)向及風(fēng)速的測量息息相關(guān)。目前，國內(nèi)外的風(fēng)向風(fēng)速傳感器一般有三類:第一類為螺旋槳式風(fēng)向風(fēng)速傳感器，第二類為風(fēng)速采用三杯、風(fēng)向采用單翼的風(fēng)向風(fēng)速傳感器，第三類為超聲波式風(fēng)向風(fēng)速傳感器。目前這些類型的傳感器其風(fēng)向和風(fēng)速一般是分別采用單獨的組件來測量的，這些類型的傳感器其工作原理各異，但其結(jié)構(gòu)均較為復(fù)雜，在制造時需要加工出較多種類的零部件，完成復(fù)雜的裝配，使得其制造成本很高。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、易于制造、成本低、可同時反映風(fēng)向和風(fēng)速的風(fēng)向和風(fēng)速的傳感裝置。[0004]為達(dá)到上述目的，本實用新型提供了一種風(fēng)向和風(fēng)速的傳感裝置，其包括水平設(shè)置的底座板，在所述底座板上固定有底座彈黃，所述底座彈黃的下端固定在所述底座板的上表面上，在所述底座彈簧的上端固定有容器支撐底板，所述底座彈簧的上端固定在所述容器支撐底板的下表面的中部位置，在所述容器支撐底板的上表面上固定有圓柱形容器，在所述圓柱形容器內(nèi)盛有導(dǎo)電溶液，在所述圓柱形容器的內(nèi)壁上固定有至少兩組電阻元件組，每組電阻元件組的高度均高于所述導(dǎo)電溶液的液面高度，且各組電阻元件組依次自下而上設(shè)置，每組電阻元件組包括至少四個位于同一高度的裸露電阻，每組電阻元件組的裸露電阻在所述圓柱形容器的內(nèi)壁上沿周向均勻分布，每組電阻元件組的裸露電阻均平行于所述的容器支撐底板，在所述圓柱形容器的上邊緣上密封連接有容器上蓋，在所述容器上蓋的中部設(shè)有穿孔，所述裸露電阻的兩端均連接有包有絕緣層的導(dǎo)線，所述導(dǎo)線均從所述容器上蓋的穿孔穿出到所述圓柱形容器之外，在所述容器上蓋的穿孔中設(shè)有密封膠，所述密封膠密封所述穿孔，所述裸露電阻的兩端連接的導(dǎo)線均與電阻檢測器連接。
[0005]本實用新型風(fēng)向和風(fēng)速的傳感裝置，其中所述電阻檢測器可以為萬用表。
[0006]本實用新型風(fēng)向和風(fēng)速的傳感裝置，其還可以包括保護(hù)彈簧，所述保護(hù)彈簧的下端固定在所述容器上蓋的上表面的中部位置，所述導(dǎo)線均從所述保護(hù)彈簧中穿過。
[0007]本實用新型風(fēng)向和風(fēng)速的傳感裝置，其中所述底座彈簧的下端可以與所述底座板的上表面焊接固定，所述底座彈簧的上端可以與所述容器支撐底板的下表面焊接固定。
[0008]本實用新型風(fēng)向和風(fēng)速的傳感裝置，其中每組所述電阻元件組中的裸露電阻的個數(shù)可以為4個或8個。
[0009]本實用新型風(fēng)向和風(fēng)速的傳感裝置，其中所述電阻元件組的總組數(shù)可以為2~8組。[0010]本實用新型采用上述技術(shù)方案的主要有益效果在于，本實用新型風(fēng)向和風(fēng)速的傳感裝置對于風(fēng)向和風(fēng)速的檢測提供了一種新的測量原理，當(dāng)風(fēng)吹向圓柱形容器時，圓柱形容器受力使底座彈簧發(fā)生彎曲，容器支撐底板和圓柱形容器變得傾斜，圓柱形容器中的導(dǎo)電溶液的液位發(fā)生變化，這時會有一部分裸露電阻受到導(dǎo)電溶液的浸泡，不同的風(fēng)向?qū)?yīng)不同的底座彈簧彎曲方向，對應(yīng)地就有不同方位的裸露電阻受到導(dǎo)電溶液的浸泡，不同的風(fēng)力將對應(yīng)不同的底座彈簧彎曲程度，對應(yīng)地就有不同高度的裸露電阻受到導(dǎo)電溶液的浸泡。而每個裸露電阻在圓柱形容器的內(nèi)壁上的方位和高度都是已知的，多組裸露電阻形成了一個電阻矩陣，每個裸露電阻將對應(yīng)著一個風(fēng)向和風(fēng)速等級。當(dāng)裸露電阻受到導(dǎo)電溶液的浸泡時，導(dǎo)電溶液能夠參與導(dǎo)電，這樣電阻檢測器經(jīng)由導(dǎo)線從裸露電阻的兩端測量得到實測阻值將小于裸露電阻的原始阻值。通過裸露電阻的兩端測得實測阻值，比較它們的實測阻值與原始阻值的大小，就能夠判斷有哪些裸露電阻受到了導(dǎo)電溶液的浸泡，進(jìn)而判斷出風(fēng)向和風(fēng)速。所以，本實用新型風(fēng)向和風(fēng)速的傳感裝置能夠同時反映被測環(huán)境下的風(fēng)向和風(fēng)速。另外，本實用新型風(fēng)向和風(fēng)速的傳感裝置的組成零部件種類較少，僅采用板件、彈簧、圓柱形容器、電阻、導(dǎo)電溶液、導(dǎo)線、電阻檢測器，它們都很容易取材，所以本實用新型風(fēng)向和風(fēng)速的傳感裝置也具有方便制造、成本低的優(yōu)點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本實用新型風(fēng)向和風(fēng)速的傳感裝置的實施例在無風(fēng)條件下的正視圖；
[0012]圖2為本實用新型風(fēng)向和風(fēng)速的傳感裝置的實施例在無風(fēng)條件下的俯視圖；
[0013]圖3為本實用新型風(fēng)向和風(fēng)速的傳感裝置的實施例在有風(fēng)條件下的正視圖。
[0014]附圖標(biāo)號說明:
[0015]1-底座板；2-底座彈簧；3-容器支撐底板；4-圓柱形容器；5-導(dǎo)電溶液；6-裸露電阻；7_容器上蓋；8_導(dǎo)線；9_保護(hù)彈簧。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對本實用新型風(fēng)向和風(fēng)速的傳感裝置的實施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0017]如圖1所示，其為本實用新型風(fēng)向和風(fēng)速的傳感裝置的實施例在無風(fēng)條件下的正視圖，本實用新型風(fēng)向和風(fēng)速的傳感裝置的實施例，其包括水平設(shè)置的底座板1，在底座板I上固定有底座彈黃2,底座彈黃2的下端固定在底座板I的上表面上，在底座彈黃2的上端固定有容器支撐底板3，底座彈簧2的上端固定在容器支撐底板3的下表面的中部位置，在容器支撐底板3的上表面上固定有圓柱形容器4，在圓柱形容器4內(nèi)盛有導(dǎo)電溶液5，在圓柱形容器4的內(nèi)壁上固定有至少兩組電阻元件組(例如，圖1示出了三組)，每組電阻元件組的高度均高于導(dǎo)電溶液5的液面高度，且各組電阻元件組依次自下而上設(shè)置，同時參見圖2(圖中略去了圓柱形容器4上方的零部件)，每組電阻元件組包括至少四個位于同一高度的裸露電阻6 (例如，圖2中每組電阻元件組示出了四個裸露電阻)，每組電阻元件組的裸露電阻6在圓柱形容器4的內(nèi)壁上沿周向均勻分布，每組電阻元件組的裸露電阻6均平行于容器支撐底板3，在圓柱形容器4的上邊緣上密封連接有容器上蓋7，在容器上蓋7的中部設(shè)有穿孔(圖中未示出)，裸露電阻6的兩端均連接有包有絕緣層的導(dǎo)線8，導(dǎo)線8均從容器上蓋7的穿孔穿出到圓柱形容器4之外，在容器上蓋7的穿孔中設(shè)有密封膠(圖中未示出)，密封膠密封該穿孔，裸露電阻6的兩端連接的導(dǎo)線8均與電阻檢測器連接(電阻檢測器在圖中未示出)。
[0018]具體地，可以將底座彈簧2的下端與底座板I的上表面焊接從而固定，可以將底座彈簧2的上端與容器支撐底板3的下表面焊接從而固定?？梢栽趫A柱形容器4的底部涂上粘膠從而將圓柱形容器4固定在容器支撐底板3的上表面上。裸露電阻6可以采用普通的高阻值電阻絲，裸露電阻6可以通過膠水固定到圓柱形容器4的內(nèi)壁上。裸露電阻6優(yōu)選為長條狀的裸露電阻。進(jìn)一步地，裸露電阻6優(yōu)選為長條狀且為片狀的裸露電阻，如可以采用涂有金屬氧化物的導(dǎo)電薄膜，導(dǎo)電薄膜可以通過絲網(wǎng)印刷的方式固定在圓柱形容器4的內(nèi)壁上。電阻檢測器可以采用現(xiàn)有的萬用表，萬用表為電學(xué)領(lǐng)域公知的可以測量電阻的裝置。
[0019]在使用本實施例時，將底座板I水平固定安裝到需要測量風(fēng)向和風(fēng)速的場合。當(dāng)起風(fēng)時，如圖3所示，風(fēng)吹在圓柱形容器4上，圓柱形容器4受力使底座彈簧2發(fā)生彎曲，容器支撐底板3和圓柱形容器4變得傾斜，圓柱形容器4中的導(dǎo)電溶液5的液位發(fā)生變化，這時會有一部分裸露電阻6受到導(dǎo)電溶液5的浸泡。不同的風(fēng)向?qū)?yīng)不同的底座彈簧2彎曲方向，對應(yīng)地就有不同方位的裸露電阻6受到導(dǎo)電溶液5的浸泡，不同的風(fēng)力將對應(yīng)不同的底座彈簧2彎曲程度，對應(yīng)地就有不同高度的裸露電阻6受到導(dǎo)電溶液5的浸泡。而每個裸露電阻在圓柱形容器4的內(nèi)壁上的方位和高度都是已知的，多組裸露電阻形成了一個電阻矩陣，每個裸露電阻6將對應(yīng)著一個風(fēng)向和風(fēng)速等級。當(dāng)裸露電阻6受到導(dǎo)電溶液5的浸泡時，導(dǎo)電溶液5能夠參與導(dǎo)電，這樣電阻檢測器經(jīng)由導(dǎo)線從裸露電阻6的兩端測量得到實測阻值將小于裸露電阻6的原始阻值。通過裸露電阻6兩端測得的實測阻值，比較它們的實測阻值與原始阻值的大小，就能夠判斷有哪些裸露電阻受到了導(dǎo)電溶液5的浸泡，進(jìn)而判斷出風(fēng)向和風(fēng)速。
[0020]舉例來說，如電阻元件組的組數(shù)為三組，每組電阻元件組中的裸露電阻個數(shù)為4個，在固定底座板I時讓每組電阻元件組的四個裸露電阻6在水平方向的位置分別對應(yīng)東南西北四個方向，通過萬用表可以方便地從各裸露電阻6的兩端測量這兩端之間的實測電阻。以圖3為例，通過測量各裸露電阻6兩端之間的實測阻值，比較各裸露電阻6的實測阻值與其原始阻值的大小，可以知道位于最低的一組電阻元件組中的東側(cè)的裸露電阻6的實測阻值小于其原始阻值，這時就能夠判斷東側(cè)的裸露電阻6受到了浸泡，底座彈簧2向東彎曲了，于是就能夠確定風(fēng)向是西風(fēng)。如果通過測量判斷只有最低的一組電阻元件組中有兩個裸露電阻6對應(yīng)的實測電阻均小于其原始阻值，例如東側(cè)的和南側(cè)的裸露電阻6，則能夠判斷底座彈簧2向東南方向彎曲了，于是能夠確定風(fēng)向是西北風(fēng)。其他的風(fēng)向情況判斷以此類推。另一方面，關(guān)于風(fēng)速的判斷，以圖3為例，通過測得的各實測阻值能夠判斷出只有最低的一組電阻元件組中有裸露電阻6受到了浸泡，這時能夠判斷風(fēng)速屬于I級(該風(fēng)速定級是對于本裝置來說的)。為了能夠直接地得出標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)速的大小，測量者可以利用已有的測量標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)速的裝置在不同風(fēng)速環(huán)境下測量，得到底座彈簧2彎曲程度與風(fēng)速之間的對應(yīng)關(guān)系表，即只有一組電阻元件組中有裸露電阻6受到了導(dǎo)電溶液5的浸泡時對應(yīng)的風(fēng)速大小、只有兩組電阻元件組中有裸露電阻6受到了導(dǎo)電溶液5的浸泡時對應(yīng)的風(fēng)速大小、三組電阻元件組中都有裸露電阻6受到了導(dǎo)電溶液5的浸泡時對應(yīng)的風(fēng)速大小。通過該對應(yīng)關(guān)系表，在采用本實用新型測風(fēng)時就能夠?qū)?yīng)得出風(fēng)速的值。值得一提的是，前面所說的利用已有的測量風(fēng)速的裝置在不同環(huán)境下測量風(fēng)速是為了給出底座彈簧2彎曲程度與風(fēng)速之間的對應(yīng)關(guān)系，對于本實用新型風(fēng)向和風(fēng)速的傳感裝置的同一個實施例來說，該對應(yīng)關(guān)系是不變的，在得出該對應(yīng)關(guān)系之后，就不再需要已有的測量風(fēng)速的裝置參與測量風(fēng)速了。
[0021]根據(jù)前面說明的工作原理可知，當(dāng)電阻元件組的組數(shù)越多時，測量得出的風(fēng)速大小將越精確，考慮到裸露電阻6的寬度，電阻元件組的總組數(shù)優(yōu)選為2?8組。另一方面，當(dāng)每組電阻元件組中裸露電阻6的個數(shù)越多時，測量得出的風(fēng)向也將越精確，考慮到常用的風(fēng)向種類、裸露電阻6的長度，每組電阻元件組中的裸露電阻6的個數(shù)優(yōu)選為4個或8個。當(dāng)每組電阻元件組中的裸露電阻的個數(shù)為8個時，各裸露電阻可以分別對應(yīng)東風(fēng)、東南風(fēng)、南風(fēng)、西南風(fēng)、西風(fēng)、西北風(fēng)、北風(fēng)、東北風(fēng)。
[0022]另外值得一提的是，電阻檢測器屬于現(xiàn)有技術(shù)，如何利用裸露電阻6兩端連接的導(dǎo)線測量裸露電阻6兩端之間的實測阻值為電學(xué)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所知曉，例如電工常用的萬用表就具備檢測電阻的功能，另外，電阻檢測器還可以采用其他現(xiàn)有的具備檢測電阻功能的模擬電路、數(shù)字電路或帶有微處理器的電路。
[0023]在本實施例中，導(dǎo)電溶液5被密封在圓柱形容器4內(nèi)，能夠防止導(dǎo)電溶液5從圓柱形容器4中流出或被蒸發(fā)。
[0024]考慮到從圓柱形容器4中伸出的導(dǎo)線可能在靠近容器上蓋7的位置因頻繁的彎折而損壞，本實施例進(jìn)一步作出了改進(jìn)，如圖1所示，本實施例還包括保護(hù)彈簧9，保護(hù)彈簧9的下端固定在容器上蓋7的上表面的中部位置，所有導(dǎo)線8均從保護(hù)彈簧9中穿過。當(dāng)伸出容器上蓋7的導(dǎo)線8彎折時，保護(hù)彈簧9能夠相應(yīng)地發(fā)生一定的彈性變形從而阻擋導(dǎo)線8的進(jìn)一步彎折，使導(dǎo)線8彎折的曲率較小，從而保護(hù)導(dǎo)線8，延長導(dǎo)線8的使用壽命。
[0025]以上所述，僅為本實用新型的【具體實施方式】，但本實用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本實用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實用新型的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種風(fēng)向和風(fēng)速的傳感裝置，其特征在于，包括水平設(shè)置的底座板(1)，在所述底座板(I)上固定有底座彈簧(2)，所述底座彈簧(2)的下端固定在所述底座板(I)的上表面上，在所述底座彈簧(2)的上端固定有容器支撐底板(3)，所述底座彈簧(2)的上端固定在所述容器支撐底板(3)的下表面的中部位置，在所述容器支撐底板(3)的上表面上固定有圓柱形容器(4)，在所述圓柱形容器(4)內(nèi)盛有導(dǎo)電溶液(5)，在所述圓柱形容器(4)的內(nèi)壁上固定有至少兩組電阻元件組，每組電阻元件組的高度均高于所述導(dǎo)電溶液(5)的液面高度，且各組電阻元件組依次自下而上設(shè)置，每組電阻元件組包括至少四個位于同一高度的裸露電阻(6)，每組電阻元件組的裸露電阻(6)在所述圓柱形容器(4)的內(nèi)壁上沿周向均勻分布，每組電阻元件組的裸露電阻(6)均平行于所述的容器支撐底板(3)，在所述圓柱形容器(4)的上邊緣上密封連接有容器上蓋(7)，在所述容器上蓋(7)的中部設(shè)有穿孔，所述裸露電阻(6)的兩端均連接有包有絕緣層的導(dǎo)線(8)，所述導(dǎo)線(8)均從所述容器上蓋(7)的穿孔穿出到所述圓柱形容器(4)之外，在所述容器上蓋(7)的穿孔中設(shè)有密封膠，所述密封膠密封所述穿孔，所述裸露電阻(6)的兩端連接的導(dǎo)線(8)均與電阻檢測器連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)向和風(fēng)速的傳感裝置，其特征在于，所述電阻檢測器為萬用表。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的風(fēng)向和風(fēng)速的傳感裝置，其特征在于，還包括保護(hù)彈簧(9)，所述保護(hù)彈簧(9)的下端固定在所述容器上蓋(7)的上表面的中部位置，所述導(dǎo)線(8)均從所述保護(hù)彈簧(9)中穿過。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的風(fēng)向和風(fēng)速的傳感裝置，其特征在于，所述底座彈簧(2)的下端與所述底座板(I)的上表面焊接固定，所述底座彈簧(2 )的上端與所述容器支撐底板(3 )的下表面焊接固定。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的風(fēng)向和風(fēng)速的傳感裝置，其特征在于，每組所述電阻元件組中的裸露電阻(6)的個數(shù)為4個或8個。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的風(fēng)向和風(fēng)速的傳感裝置，其特征在于，所述電阻元件組的總組數(shù)為2?8組。
【文檔編號】G01P5/00GK203759050SQ201420173360
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年4月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月10日
【發(fā)明者】王宇 申請人:王宇