一種風(fēng)速計(jì)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種風(fēng)速計(jì)，屬于氣象設(shè)備領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中，風(fēng)速計(jì)是感應(yīng)風(fēng)力的重量監(jiān)測(cè)裝置，其是實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備正常運(yùn)行的重要工具；目前所使用的風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速計(jì)故障率比較高。
[0003]其主要原因包括:
[0004]1、雷暴天氣導(dǎo)致風(fēng)向標(biāo)、風(fēng)速儀損壞；
[0005]2、測(cè)風(fēng)設(shè)備長(zhǎng)期在超市環(huán)境下運(yùn)行，壽命縮短；
[0006]3、線路捆扎不扎實(shí)，大風(fēng)天氣造成線路中斷；
[0007]4、風(fēng)速儀保護(hù)等級(jí)不高，密封圈抗污損能力差，會(huì)進(jìn)入剎車導(dǎo)致失靈，甚至發(fā)生風(fēng)速傳感器抱死；
[0008]5、常溫測(cè)風(fēng)設(shè)備經(jīng)常在低溫、惡劣環(huán)境下工作，容易導(dǎo)致設(shè)備失靈；
[0009]6、風(fēng)速儀的風(fēng)杯很容易在長(zhǎng)時(shí)間使用后產(chǎn)生磨損或者臟物的淤積，會(huì)影響風(fēng)杯的擋風(fēng)性能，影響數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。
[0010]如何設(shè)計(jì)便于維修維護(hù)，使用壽命長(zhǎng)的風(fēng)速計(jì)成為保障風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)正常工作的重中之重。在現(xiàn)有技術(shù)中，提出了很多環(huán)境耐受性強(qiáng)的風(fēng)速計(jì)設(shè)備，這些設(shè)備或多或少的可以提高一定的使用年限和在惡劣環(huán)境中數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，但還是有很多不足。
[0011]比如，在ZL200920004214.0中提出了一種改良型的風(fēng)速計(jì)，雖然其優(yōu)化了整體的組合結(jié)構(gòu)，但是仍舊存在采用傳統(tǒng)的風(fēng)杯式進(jìn)行風(fēng)量測(cè)量這一缺陷，如前述的，風(fēng)杯式的風(fēng)速計(jì)其轉(zhuǎn)軸很容易滲入沙塵，影響轉(zhuǎn)動(dòng)的順滑度和數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度，風(fēng)杯本身的磨損也會(huì)很大程度上影響影響數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度。
[0012]與此同時(shí)，風(fēng)杯式的風(fēng)速計(jì)整體都暴露在測(cè)試環(huán)境中，對(duì)于風(fēng)速較大的沙塵環(huán)形，很容易發(fā)生折斷或者破損。
[0013]再如，在ZL200920073011.7提出了一種電子的壓電風(fēng)速儀，其通過(guò)一個(gè)圓筒并且在圓筒內(nèi)設(shè)置一個(gè)壓電傳感器進(jìn)行風(fēng)速的測(cè)試，此種半封閉的風(fēng)筒結(jié)構(gòu)如果用于沙塵環(huán)境，很容易發(fā)生沙塵的堆積，最后整個(gè)風(fēng)筒被沙塵堵塞，根本無(wú)法測(cè)量風(fēng)速，而且如果遭遇沙石，壓電傳感器也很容易發(fā)生破裂，最后導(dǎo)致無(wú)法使用。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0014]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種風(fēng)速計(jì)，是一種新型的風(fēng)壓式風(fēng)速計(jì)，克服現(xiàn)有技術(shù)中環(huán)境耐受性差，無(wú)法抗沙石的技術(shù)問(wèn)題。
[0015]本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案:
[0016]本實(shí)用新型提供一種風(fēng)速計(jì)，包括導(dǎo)風(fēng)腔、風(fēng)壓傳感組件；導(dǎo)風(fēng)腔包括一個(gè)圓柱形空腔，該空腔的側(cè)壁上設(shè)置有濾網(wǎng)、頂部設(shè)置有導(dǎo)風(fēng)板、底部設(shè)置有一個(gè)風(fēng)壓板，風(fēng)壓板通過(guò)一個(gè)環(huán)形軟膠圈與該空腔的底部端口連接；風(fēng)壓傳感組件包括一個(gè)滑動(dòng)支座，滑動(dòng)支座的頂部與導(dǎo)風(fēng)腔的底部固定連接，滑動(dòng)支座的底部設(shè)置有一個(gè)浮力槽，滑動(dòng)支座上滑動(dòng)連接有若干浮動(dòng)桿，浮動(dòng)桿的一端與風(fēng)壓板固定連接，另一端伸入浮力槽內(nèi)，浮動(dòng)桿的滑動(dòng)軸線與導(dǎo)風(fēng)腔的軸線平行，浮力槽內(nèi)灌注有液體，滑動(dòng)支座上還設(shè)置有一個(gè)平面位移傳感器。
[0017]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步優(yōu)化方案，導(dǎo)風(fēng)板為一個(gè)向?qū)эL(fēng)腔內(nèi)部凸出的球面狀導(dǎo)風(fēng)板。
[0018]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步優(yōu)化方案，風(fēng)壓板包括一個(gè)向?qū)эL(fēng)腔內(nèi)部凸出的球面狀迎風(fēng)面。
[0019]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步優(yōu)化方案，平面位移傳感器為光電式平面位移傳感器。
[0020]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步優(yōu)化方案，環(huán)形軟膠圈為硅膠材質(zhì)。
[0021]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步優(yōu)化方案，滑動(dòng)支座的外部還設(shè)置有一個(gè)環(huán)形擴(kuò)展槽，環(huán)形擴(kuò)展槽的底部與浮力槽的底部通過(guò)若干連通孔連通。
[0022]本實(shí)用新型采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果:
[0023]1、本實(shí)用新型通過(guò)一個(gè)風(fēng)壓傳感機(jī)構(gòu)取代傳統(tǒng)的風(fēng)杯式流速傳感機(jī)構(gòu)，利用風(fēng)速與風(fēng)壓之間的關(guān)系式，可以方便的對(duì)風(fēng)速進(jìn)行測(cè)量，而且靈敏度也更高；而且本實(shí)用新型通過(guò)液體的浮力實(shí)現(xiàn)對(duì)浮動(dòng)桿的回位，相比于彈簧式結(jié)構(gòu)更加的靈敏，數(shù)據(jù)也更加準(zhǔn)確；
[0024]2、光電式的平面位移傳感器技術(shù)比較成熟，成本比較低，通過(guò)現(xiàn)有的一些比較成熟的配套軟件就可以精確的測(cè)量浮動(dòng)桿的浮動(dòng)量，通過(guò)浮力和排水體積的關(guān)系式，就可以獲知風(fēng)壓板上的承壓量，再通過(guò)風(fēng)速與風(fēng)壓的關(guān)系式就可以得到風(fēng)速，簡(jiǎn)單快捷；
[0025]3、擴(kuò)展槽可以防止產(chǎn)生浮力的液體因?yàn)檎舭l(fā)過(guò)量而影響到數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性；
[0026]4、硅膠材質(zhì)的軟膠圈彈性形變量比較小，不會(huì)因?yàn)樽陨韽椥宰冃斡绊憯?shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，同時(shí)硅膠材質(zhì)的環(huán)境耐受性更優(yōu)，壽命更長(zhǎng)；
[0027]5、球面的導(dǎo)風(fēng)板可以將更多的風(fēng)量引導(dǎo)到風(fēng)壓板上，從而提高設(shè)備的靈敏度。
【附圖說(shuō)明】
[0028]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]其中，1-導(dǎo)風(fēng)板、2-風(fēng)壓板、3-過(guò)濾網(wǎng)、4-浮動(dòng)桿、5-平面位移傳感器、6_滑動(dòng)支座、7-擴(kuò)展槽、8-軟膠圈、9-浮力槽。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明:
[0031]本實(shí)用新型的一種風(fēng)速計(jì)，如圖1所示，主體結(jié)構(gòu)由導(dǎo)風(fēng)腔和風(fēng)壓傳感組件組成。其中，導(dǎo)風(fēng)腔為一個(gè)圓柱形空腔，在該圓柱形空腔的側(cè)壁上設(shè)置一層濾網(wǎng)，在圓柱形空腔的底部設(shè)置有一個(gè)風(fēng)壓板，該風(fēng)壓板通過(guò)一個(gè)采用硅膠制成的環(huán)形的軟膠圈與圓柱形空腔的底部端口連接，該風(fēng)壓板有一個(gè)向?qū)эL(fēng)腔內(nèi)部凸出的球面狀的迎風(fēng)面。在導(dǎo)風(fēng)腔的頂部設(shè)置有一個(gè)向?qū)эL(fēng)腔內(nèi)部凸出的球面狀導(dǎo)風(fēng)板。
[0032]風(fēng)壓傳感組件的主體結(jié)構(gòu)包括一個(gè)滑動(dòng)支座，滑動(dòng)支座的頂部與導(dǎo)風(fēng)腔的底部端口固定并密封連接，滑動(dòng)支座的底部設(shè)置有一個(gè)浮力槽，在滑動(dòng)支座上滑動(dòng)連接有若干浮動(dòng)桿，浮動(dòng)桿的滑動(dòng)軸線與導(dǎo)風(fēng)腔的軸線平行。浮動(dòng)桿的一端與風(fēng)壓板固定連接，浮動(dòng)桿的另一端伸入到浮力槽內(nèi)?；瑒?dòng)支座的外部還設(shè)置有一個(gè)環(huán)形擴(kuò)展槽，環(huán)形擴(kuò)展槽的底部與浮力槽的底部通過(guò)若干連通孔連通，浮力槽和擴(kuò)展槽內(nèi)均灌注有液體。在滑動(dòng)支座的側(cè)壁上還水平設(shè)置一個(gè)平面位移傳感器，通過(guò)平面位移傳感器獲得浮動(dòng)桿的位移量，本實(shí)施例中平面位移傳感器為光電式平面位移傳感器。
[0033]使用時(shí)，風(fēng)經(jīng)過(guò)過(guò)濾網(wǎng)進(jìn)入到導(dǎo)風(fēng)腔內(nèi)，在導(dǎo)風(fēng)板的引導(dǎo)下，吹到風(fēng)壓板上，風(fēng)壓板受壓下沉，同時(shí)驅(qū)動(dòng)浮動(dòng)桿克服浮力沿滑動(dòng)支座向下移動(dòng)，浮動(dòng)桿的移動(dòng)量被光電式的位移傳感器捕獲，通過(guò)浮動(dòng)桿的位移量即可計(jì)算得出風(fēng)速。
[0034]在風(fēng)速為V時(shí)，浮動(dòng)桿的位移量為L(zhǎng)，浮動(dòng)桿的數(shù)量為N，其截面積為E，浮動(dòng)桿4的密度為P。通過(guò)上述數(shù)據(jù)可以獲得浮動(dòng)桿的總排水量為N*L*E，總浮力為P*g*N*L*E。因?yàn)榭偢×εc風(fēng)壓力處于力平衡狀態(tài)，所述風(fēng)壓力約等于總浮力，風(fēng)壓板的球面面積為X，因?yàn)橛L(fēng)方向上只使用到風(fēng)壓板2面積的一半，使用P=kv2的公式就可以獲得風(fēng)速，其中，P為風(fēng)壓，可以通過(guò)風(fēng)壓板的球面面積和風(fēng)壓力得出，k為空氣密度。
[0035]以上所述，僅為本實(shí)用新型中的【具體實(shí)施方式】，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉該技術(shù)的人在本實(shí)用新型所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可理解想到的變換或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的包含范圍之內(nèi)，因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種風(fēng)速計(jì)，其特征在于，包括導(dǎo)風(fēng)腔、風(fēng)壓傳感組件； 導(dǎo)風(fēng)腔包括一個(gè)圓柱形空腔，該空腔的側(cè)壁上設(shè)置有濾網(wǎng)、頂部設(shè)置有導(dǎo)風(fēng)板、底部設(shè)置有一個(gè)風(fēng)壓板，風(fēng)壓板通過(guò)一個(gè)環(huán)形軟膠圈與該空腔的底部端口連接； 風(fēng)壓傳感組件包括一個(gè)滑動(dòng)支座，滑動(dòng)支座的頂部與導(dǎo)風(fēng)腔的底部固定連接，滑動(dòng)支座的底部設(shè)置有一個(gè)浮力槽，滑動(dòng)支座上滑動(dòng)連接有若干浮動(dòng)桿，浮動(dòng)桿的一端與風(fēng)壓板固定連接，另一端伸入浮力槽內(nèi)，浮動(dòng)桿的滑動(dòng)軸線與導(dǎo)風(fēng)腔的軸線平行，浮力槽內(nèi)灌注有液體，滑動(dòng)支座上還設(shè)置有一個(gè)平面位移傳感器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)速計(jì)，其特征在于，導(dǎo)風(fēng)板為一個(gè)向?qū)эL(fēng)腔內(nèi)部凸出的球面狀導(dǎo)風(fēng)板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)速計(jì)，其特征在于，風(fēng)壓板包括一個(gè)向?qū)эL(fēng)腔內(nèi)部凸出的球面狀迎風(fēng)面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)速計(jì)，其特征在于，平面位移傳感器為光電式平面位移傳感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)速計(jì)，其特征在于，環(huán)形軟膠圈為硅膠材質(zhì)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)速計(jì)，其特征在于，滑動(dòng)支座的外部還設(shè)置有一個(gè)環(huán)形擴(kuò)展槽，環(huán)形擴(kuò)展槽的底部與浮力槽的底部通過(guò)若干連通孔連通。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種風(fēng)速計(jì)，包括導(dǎo)風(fēng)腔、風(fēng)壓傳感組件；導(dǎo)風(fēng)腔包括一個(gè)圓柱形空腔，該空腔的側(cè)壁上設(shè)置有濾網(wǎng)、頂部設(shè)置有導(dǎo)風(fēng)板、底部設(shè)置有一個(gè)風(fēng)壓板，風(fēng)壓板通過(guò)一個(gè)環(huán)形軟膠圈與該空腔的底部端口連接；風(fēng)壓傳感組件包括一個(gè)滑動(dòng)支座，滑動(dòng)支座的頂部與導(dǎo)風(fēng)腔的底部固定連接，滑動(dòng)支座的底部設(shè)置有一個(gè)浮力槽，滑動(dòng)支座上滑動(dòng)連接有若干浮動(dòng)桿，浮動(dòng)桿的一端與風(fēng)壓板固定連接，另一端伸入浮力槽內(nèi)，浮動(dòng)桿的滑動(dòng)軸線與導(dǎo)風(fēng)腔的軸線平行，浮力槽內(nèi)灌注有液體，滑動(dòng)支座上還設(shè)置有一個(gè)平面位移傳感器。本實(shí)用新型利用風(fēng)速與風(fēng)壓之間的關(guān)系式，可以方便的對(duì)風(fēng)速進(jìn)行測(cè)量，而且靈敏度也更高。
【IPC分類】G01P5-02
【公開號(hào)】CN204613237
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520323951
【發(fā)明人】楊樂(lè), 劉瀚洋
【申請(qǐng)人】南京信息工程大學(xué)
【公開日】2015年9月2日
【申請(qǐng)日】2015年5月19日