CN109342762B - 基于计算机控制的风速风向检测装置 - Google Patents

基于计算机控制的风速风向检测装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了基于计算机控制的风速风向检测装置，本发明可以很好的对风速与风向进行快速检测，通过将风向检测转轴与风速检测转轴同轴设置在一起，不仅可以提高装置的紧凑性，便于光电设备的安装与检测，而且，二者同轴设置，可以提高检测的精度，风向的变化以及风力不均衡时，不会对风杯组件产生过大的扭曲力，保证风向检测转轴与风速检测转轴的稳定性，尤其是风速检测转轴，其转动稳定后，更加平稳，可靠，利于对风速进行稳定的测量，不会因为某一时刻不稳定风速对检测结果的影响，提高准确度。

Description

基于计算机控制的风速风向检测装置
技术领域
本发明涉及基于计算机控制的风速风向检测装置，属于风速检测设备技术领域。
背景技术
目前，对于风速的检测来说，一般利用三风杯进行检测，而风向一般是利用风向标进行检测，这种检测的方式精度一般比较低，而且长时间使用后，安装风杯的架在风力下很容易出现扭曲，风力不均衡时，三风杯的支架与支架的轴之间容易出现扭力，检测结果不准确，而风向检测也是如此，影响检测精度，而且，难以实现计算机的高精度控制。
本发明针对以上问题，提供基于计算机控制的风速风向检测装置，风力和风速检测的安全性和精确性。
发明内容
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于计算机控制的风速风向检测装置，其包括支撑升降组件、调正组件和风向风速检测组件，其中，所述调正组件的下端固定在所述支撑升降组件的上端，所述调正组件的上端连接设置有所述风向风速检测组件，其中，所述风向风速检测组件包括底壳座、风速检测转轴、风向检测转轴、风向标组件、风杯组件、风向检测光电组件和风速检测光电组件，其中，所述底壳座内采用轴承可转动的设置有竖直的风速检测转轴，所述风速检测转轴为中空结构，所述风速检测转轴的中空腔内采用轴承可转动的设置有所述风向检测转轴，所述风向检测转轴伸入所述底壳座的底部，所述风速检测转轴的上端设置有所述风杯组件，所述风向检测转轴的上端伸出所述风速检测转轴的上端，且所述风向检测转轴的上端设置有所述风向标组件，所述风速检测转轴与所述底壳座之间设置有所述风速检测光电组件，所述风向检测转轴与所述底壳座之间设置有所述风向检测光电组件；
其还包括计算机控制器，所述计算机控制器与所述风速检测光电组件和风向检测光电组件连接，所述计算机控制器根据所述风速检测光电组件和风向检测光电组件的检测值得出风向与风速信息。
进一步，作为优选，所述风速检测光电组件包括风速激光发射头、风速检测环和信号接收与处理器，其中，所述风速激光发射头固定在所述风速检测转轴上，且所述风速激光发射头发射的光沿着风速检测转轴的径向方向向外设置，所述底壳座的对应所述风速激光发射头的位置设置有安装风速检测环的凹槽，所述风速检测环与所述风速检测转轴同轴设置，所述信号接收与处理器与所述风速检测环连接，所述信号接收与处理器对所述风速激光发射头对风速检测环的照射情况进行信号接收与处理，所述信号接收与处理器与计算机连接。
进一步，作为优选，所述风向检测光电组件包括风向激光发射头、风向检测环和信号接收与处理器，其中，所述风向激光发射头固定在所述风向检测转轴上，且所述风向激光发射头发射的光沿着风向检测转轴的径向方向向外设置，所述底壳座的对应所述风向激光发射头的位置设置有安装风向检测环的凹槽，所述风向检测环与所述风向检测转轴同轴设置，所述信号接收与处理器与所述风向检测环连接，所述信号接收与处理器对所述风向激光发射头对风向检测环的照射情况进行信号接收与处理，所述信号接收与处理器与计算机连接。
进一步，作为优选，所述风向检测环包括检测环体和聚光接收探头，多个所述聚光接收探头圆周阵列在所述风向检测环的内环壁上，每个所述聚光接收探头依次编号，根据能够接收到激光的所述聚光接收探头的位置信息判定风向；
所述风速检测环包括检测环体和聚光接收探头，多个所述聚光接收探头圆周阵列在所述风向检测环的内环壁上，根据某一个聚光接收探头在一定时间内能够接收到激光的次数来判定风速；
所述激光发射器上设置有为激光发射器提供电源和控制的电源与控制电路板。
进一步，作为优选，所述底座为可微分体式结构，所述底壳座的底部设置有槽孔，所述风向检测转轴的底部设置有轴头，所述风向激光发射头固定在所述轴头上。
进一步，作为优选，所述底壳座上还设置有安装导正组件的槽腔，所述导正组件包括多个呈圆周布设的转动滚轮，各个所述转动滚轮竖直的布设在所述底壳座内的槽腔内，所述风向检测转轴的下端套设有导向套，所述导向套与各个所述转动滚轮之间外啮合滚动导向，所述风速检测转轴的下端设置有导向圈，所述导向圈的内壁与各个所述转动滚轮之间内啮合滚动导向。
进一步，作为优选，所述底壳座的上部还固定设置有定位套，所述定位套与所述风速检测转轴之间采用轴承安装设置，所述风速检测转轴和风向检测转轴均采用碳纤维材料制成。
进一步，作为优选，所述风杯组件包括三个风杯、支架、支架定位套、锁紧套和锁紧螺栓，其中，所述三个风杯圆周阵列的设置在所述支架上，所述支架的径向中心固定安装在所述支架定位套上，所述支架定位套套设在所述风速检测转轴顶部，所述锁紧套套设在所述支架定位套上，且所述支架定位套的外壁和锁紧套的内壁为相互配合的锥形结构，所述锁紧螺栓将所述锁紧套与所述支架定位套锁紧；
所述风向标组件包括支杆和风标页，所述支杆成水平的固定在所述风向检测转轴顶部，所述风标页固定在所述支杆的一端。
进一步，作为优选，所述支撑升降组件包括安装座、吸附垫、升降架和安装柱，其中，所述安装座的下端设置有多个吸附垫，所述安装座的上方设置有升降架，所述升降架的顶部设置有安装柱，所述调正组件安装在所述安装柱上，所述安装座上设置有指南针，所述指南针的安装方向与风向检测环的聚光接收探头编号信息相适应。
进一步，作为优选，所述调正组件包括底板、调节支座和支撑板，所述底板固定在所述安装柱顶部，所述底板的两侧采用所述调节支座连接所述支撑板，所述底壳座下端的端盖固定在所述支撑板上，所述信号接收与处理器固定在所述支撑板的下端面上。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的基于计算机的风向与风速检测装置，可以很好的对风速与风向进行快速检测，通过将风向检测转轴与风速检测转轴同轴设置在一起，不仅可以提高装置的紧凑性，便于光电设备的安装与检测，而且，二者同轴设置，可以提高检测的精度，风向的变化以及风力不均衡时，不会对风杯组件产生过大的扭曲力，保证风向检测转轴与风速检测转轴的稳定性，尤其是风速检测转轴，其转动稳定后，更加平稳，可靠，利于对风速进行稳定的测量，不会因为某一时刻不稳定风速对检测结果的影响，提高准确度。
附图说明
图1是本发明基于计算机控制的风速风向检测装置的结构示意图；
图2是本发明基于计算机控制的风速风向检测装置的风向风速检测组件结构示意图；
图3是本发明基于计算机控制的风速风向检测装置的风杯组件结构示意图；
图4是本发明基于计算机控制的风速风向检测装置的底座内部放大结构示意图；
图5是本发明基于计算机控制的风速风向检测装置的风向检测环或风速检测环结构示意图；
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：基于计算机控制的风速风向检测装置，其包括支撑升降组件、调正组件和风向风速检测组件8，其中，所述调正组件的下端固定在所述支撑升降组件的上端，所述调正组件的上端连接设置有所述风向风速检测组件8，其中，所述风向风速检测组件8包括底壳座17、风速检测转轴13、风向检测转轴14、风向标组件9、风杯组件、风向检测光电组件和风速检测光电组件，其中，所述底壳座17内采用轴承可转动的设置有竖直的风速检测转轴13，所述风速检测转轴13为中空结构，所述风速检测转轴13的中空腔内采用轴承可转动的设置有所述风向检测转轴14，所述风向检测转轴14伸入所述底壳座17的底部，所述风速检测转轴13的上端设置有所述风杯组件，所述风向检测转轴14的上端伸出所述风速检测转轴13的上端，且所述风向检测转轴14的上端设置有所述风向标组件9，所述风速检测转轴与所述底壳座之间设置有所述风速检测光电组件，所述风向检测转轴与所述底壳座之间设置有所述风向检测光电组件；
其还包括计算机控制器，所述计算机控制器与所述风速检测光电组件和风向检测光电组件连接，所述计算机控制器根据所述风速检测光电组件和风向检测光电组件的检测值得出风向与风速信息。
在本实施例中，所述风速检测光电组件包括风速激光发射头15、风速检测环16和信号接收与处理器7，其中，所述风速激光发射头15固定在所述风速检测转轴上，且所述风速激光发射头15发射的光沿着风速检测转轴的径向方向向外设置，所述底壳座17的对应所述风速激光发射头的位置设置有安装风速检测环的凹槽，所述风速检测环16与所述风速检测转轴同轴设置，所述信号接收与处理器7与所述风速检测环16连接，所述信号接收与处理器对所述风速激光发射头对风速检测环的照射情况进行信号接收与处理，所述信号接收与处理器与计算机连接。
作为较佳的实施例，所述风向检测光电组件包括风向激光发射头18、风向检测环19和信号接收与处理器，其中，所述风向激光发射头固定在所述风向检测转轴上，且所述风向激光发射头18发射的光沿着风向检测转轴的径向方向向外设置，所述底壳座17的对应所述风向激光发射头的位置设置有安装风向检测环的凹槽，所述风向检测环19与所述风向检测转轴同轴设置，所述信号接收与处理器与所述风向检测环连接，所述信号接收与处理器对所述风向激光发射头对风向检测环的照射情况进行信号接收与处理，所述信号接收与处理器与计算机连接。
所述风向检测环包括检测环体26和聚光接收探头27，多个所述聚光接收探头27圆周阵列在所述风向检测环的内环壁上，每个所述聚光接收探头依次编号，根据能够接收到激光28的所述聚光接收探头的位置信息判定风向；
所述风速检测环包括检测环体26和聚光接收探头27，多个所述聚光接收探头圆周阵列在所述风向检测环的内环壁上，根据某一个聚光接收探头在一定时间内能够接收到激光的次数来判定风速；
所述激光发射器上设置有为激光发射器提供电源和控制的电源与控制电路板29。
此外，所述底座为可微分体式结构，所述底壳座的底部设置有槽孔，所述风向检测转轴的底部设置有轴头20，所述风向激光发射头固定在所述轴头20上。
所述底壳座上还设置有安装导正组件的槽腔，所述导正组件包括多个呈圆周布设的转动滚轮23，各个所述转动滚轮竖直的布设在所述底壳座内的槽腔内，所述风向检测转轴的下端套设有导向套25，所述导向套与各个所述转动滚轮之间外啮合滚动导向，所述风速检测转轴的下端设置有导向圈24，所述导向圈的内壁与各个所述转动滚轮之间内啮合滚动导向。
所述底壳座的上部还固定设置有定位套22，所述定位套与所述风速检测转轴之间采用轴承安装设置，所述风速检测转轴和风向检测转轴均采用碳纤维材料制成。
所述风杯组件包括三个风杯10、支架11、支架定位套22、锁紧套23和锁紧螺栓24，其中，所述三个风杯10圆周阵列的设置在所述支架11上，所述支架11的径向中心固定安装在所述支架定位套22上，所述支架定位套22套设在所述风速检测转轴顶部，所述锁紧套23套设在所述支架定位套上，且所述支架定位套的外壁和锁紧套的内壁为相互配合的锥形结构，所述锁紧螺栓将所述锁紧套与所述支架定位套锁紧；
所述风向标组件包括支杆和风标页，所述支杆成水平的固定在所述风向检测转轴顶部，所述风标页固定在所述支杆的一端。
所述支撑升降组件包括安装座1、吸附垫2、升降架3和安装柱4，其中，所述安装座1的下端设置有多个吸附垫2，所述安装座1的上方设置有升降架3，所述升降架3的顶部设置有安装柱4，所述调正组件安装在所述安装柱4上，所述安装座上设置有指南针，所述指南针的安装方向与风向检测环的聚光接收探头编号信息相适应。
所述调正组件包括底板5、调节支座6和支撑板，所述底板5固定在所述安装柱顶部，所述底板5的两侧采用所述调节支座6连接所述支撑板，所述底壳座下端的端盖固定在所述支撑板上，所述信号接收与处理器7固定在所述支撑板的下端面上。
本发明的基于计算机的风向与风速检测装置，可以很好的对风速与风向进行快速检测，通过将风向检测转轴与风速检测转轴同轴设置在一起，不仅可以提高装置的紧凑性，便于光电设备的安装与检测，而且，二者同轴设置，可以提高检测的精度，风向的变化以及风力不均衡时，不会对风杯组件产生过大的扭曲力，保证风向检测转轴与风速检测转轴的稳定性，尤其是风速检测转轴，其转动稳定后，更加平稳，可靠，利于对风速进行稳定的测量，不会因为某一时刻不稳定风速对检测结果的影响，提高准确度。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.基于计算机控制的风速风向检测装置，其特征在于，其包括支撑升降组件、调正组件和风向风速检测组件，其中，所述调正组件的下端固定在所述支撑升降组件的上端，所述调正组件的上端连接设置有所述风向风速检测组件，其中，所述风向风速检测组件包括底壳座、风速检测转轴、风向检测转轴、风向标组件、风杯组件、风向检测光电组件和风速检测光电组件，其中，所述底壳座内采用轴承可转动的设置有竖直的风速检测转轴，所述风速检测转轴为中空结构，所述风速检测转轴的中空腔内采用轴承可转动的设置有所述风向检测转轴，所述风向检测转轴伸入所述底壳座的底部，所述风速检测转轴的上端设置有所述风杯组件，所述风向检测转轴的上端伸出所述风速检测转轴的上端，且所述风向检测转轴的上端设置有所述风向标组件，所述风速检测转轴与所述底壳座之间设置有所述风速检测光电组件，所述风向检测转轴与所述底壳座之间设置有所述风向检测光电组件；
其还包括计算机控制器，所述计算机控制器与所述风速检测光电组件和风向检测光电组件连接，所述计算机控制器根据所述风速检测光电组件和风向检测光电组件的检测值得出风向与风速信息。
2.根据权利要求1所述的基于计算机控制的风速风向检测装置，其特征在于：所述风速检测光电组件包括风速激光发射头、风速检测环和信号接收与处理器，其中，所述风速激光发射头固定在所述风速检测转轴上，且所述风速激光发射头发射的光沿着风速检测转轴的径向方向向外设置，所述底壳座的对应所述风速激光发射头的位置设置有安装风速检测环的凹槽，所述风速检测环与所述风速检测转轴同轴设置，所述信号接收与处理器与所述风速检测环连接，所述信号接收与处理器对所述风速激光发射头对风速检测环的照射情况进行信号接收与处理，所述信号接收与处理器与计算机连接。
3.根据权利要求2所述的基于计算机控制的风速风向检测装置，其特征在于：所述风向检测光电组件包括风向激光发射头、风向检测环和信号接收与处理器，其中，所述风向激光发射头固定在所述风向检测转轴上，且所述风向激光发射头发射的光沿着风向检测转轴的径向方向向外设置，所述底壳座的对应所述风向激光发射头的位置设置有安装风向检测环的凹槽，所述风向检测环与所述风向检测转轴同轴设置，所述信号接收与处理器与所述风向检测环连接，所述信号接收与处理器对所述风向激光发射头对风向检测环的照射情况进行信号接收与处理，所述信号接收与处理器与计算机连接。
4.根据权利要求3所述的基于计算机控制的风速风向检测装置，其特征在于：所述风向检测环包括检测环体和聚光接收探头，多个所述聚光接收探头圆周阵列在所述风向检测环的内环壁上，每个所述聚光接收探头依次编号，根据能够接收到激光的所述聚光接收探头的位置信息判定风向；
所述风速检测环包括检测环体和聚光接收探头，多个所述聚光接收探头圆周阵列在所述风向检测环的内环壁上，根据某一个聚光接收探头在一定时间内能够接收到激光的次数来判定风速；
所述激光发射器上设置有为激光发射器提供电源和控制的电源与控制电路板。
5.根据权利要求1所述的基于计算机控制的风速风向检测装置，其特征在于：所述底壳座为可微分体式结构，所述底壳座的底部设置有槽孔，所述风向检测转轴的底部设置有轴头，所述风向激光发射头固定在所述轴头上。
6.根据权利要求1所述的基于计算机控制的风速风向检测装置，其特征在于：所述底壳座上还设置有安装导正组件的槽腔，所述导正组件包括多个呈圆周布设的转动滚轮，各个所述转动滚轮竖直的布设在所述底壳座内的槽腔内，所述风向检测转轴的下端套设有导向套，所述导向套与各个所述转动滚轮之间外啮合滚动导向，所述风速检测转轴的下端设置有导向圈，所述导向圈的内壁与各个所述转动滚轮之间内啮合滚动导向。
7.根据权利要求1所述的基于计算机控制的风速风向检测装置，其特征在于：所述底壳座的上部还固定设置有定位套，所述定位套与所述风速检测转轴之间采用轴承安装设置，所述风速检测转轴和风向检测转轴均采用碳纤维材料制成。
8.根据权利要求1所述的基于计算机控制的风速风向检测装置，其特征在于：所述风杯组件包括三个风杯、支架、支架定位套、锁紧套和锁紧螺栓，其中，所述三个风杯圆周阵列的设置在所述支架上，所述支架的径向中心固定安装在所述支架定位套上，所述支架定位套套设在所述风速检测转轴顶部，所述锁紧套套设在所述支架定位套上，且所述支架定位套的外壁和锁紧套的内壁为相互配合的锥形结构，所述锁紧螺栓将所述锁紧套与所述支架定位套锁紧；
所述风向标组件包括支杆和风标页，所述支杆成水平的固定在所述风向检测转轴顶部，所述风标页固定在所述支杆的一端。
9.根据权利要求2所述的基于计算机控制的风速风向检测装置，其特征在于：所述支撑升降组件包括安装座、吸附垫、升降架和安装柱，其中，所述安装座的下端设置有多个吸附垫，所述安装座的上方设置有升降架，所述升降架的顶部设置有安装柱，所述调正组件安装在所述安装柱上，所述安装座上设置有指南针，所述指南针的安装方向与风向检测环的聚光接收探头编号信息相适应。
10.根据权利要求9所述的基于计算机控制的风速风向检测装置，其特征在于：所述调正组件包括底板、调节支座和支撑板，所述底板固定在所述安装柱顶部，所述底板的两侧采用所述调节支座连接所述支撑板，所述底壳座下端的端盖固定在所述支撑板上，所述信号接收与处理器固定在所述支撑板的下端面上。
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