超聲波風速儀的製作方法
2023-04-30 13:44:06
專利名稱：超聲波風速儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及風速測量裝置，特別是一種超聲波風速儀。
背景技術：
在氣象、交通、環境等監測領域，經常需要對風速進行測量，例如測量公路隧道中 的風速是隧道環境監測的一項重要指標。由於公路隧道的風速對公路隧道安全密切相關， 因此，對公路隧道的風速測量應當滿足實時、精確、簡單、可靠的要求。現有的風速儀主要有 機械式測量、皮托管測量、熱膜熱線測量、雷射都卜勒測量等，這些風速儀由於精度、對環境 要求、設備成本等原因均不適合隧道環境中。目前，在隧道環境中普遍使用超聲波風速測量 方法，其配置傳感器的方法為Z法(透過法)、v法(發射法)、x法(交叉法)，以上三種配 置方法均不能直接測量At，必須分別測量超聲波在順風和逆風路徑上的傳播時間，相減得 到時間差At，進而計算出風速，採用這種方法的風速儀存在的問題是(1)控制過程和信 號處理均比較複雜；(2)通過兩個步驟測量時間差，形成累積誤差；(3)測量精度依賴於單 片機信號處理精度。因此，現有的超聲波風速儀普遍存在處理速度慢、測量精度低、實現復 雜等問題。
發明內容本實用新型的目的在於克服現有技術的不足，提供一種結構設計合理、處理速度 快、測量精度高、簡單可靠的超聲波風速儀。本實用新型解決其技術問題是採取以下技術方案實現的一種超聲波風速儀，包括發射箱體、接收箱體和支撐臂，接收箱體與發射箱體通過 支撐臂相連接，在接收箱體的上表面沿直線均布安裝四個與控制電路相連接的接收傳感 器，在發送箱體的下表面安裝-與控制電路相連接的發射傳感器，該發射傳感器位於接收 傳感器的正上方並且與內側的兩接收傳感器及與外側的兩接收傳感器均構成等腰三角形 形狀。而且，所述的支撐臂為單支撐臂結構。而且，所述的接收箱體上還設有與外部設備通訊的通訊接口。而且，所述的接收箱體和發射箱體均由金屬材料構成。本實用新型的優點和積極效果是1、本風速儀將四個接收傳感器排列為一條直線並將發射傳感器與內外兩側的兩 對接收傳感器分別構成等腰三角形形狀，一個發射傳感器連續發射，兩對接收傳感器同時 接收，這種結構不僅實現不同風速段的測量，而且擴大了測量範圍並保證了低風速段的測 量精度，同時也簡化了運算處理過程，減小了誤差，提高了測量精度。2、本風速儀採用單支撐臂結構減少了風阻面和可能的超聲波反射面，減少了風形 成渦流和超聲波反射等儀器自身引起的對測量精度的影響，進一步提高了測量精度。3、本風速儀採用發射傳感器和接收傳感器進行風速測量，由於測量是非接觸式的，無需採用任何運動部件，減少了常規的維護工作，延長了風速儀的使用壽命。4、本風速儀將發射電路板和接收電路板分別安裝在金屬材料製成的發射殼體和 接收殼體內，避免了發射電路板對接收電路板的幹擾。5、本實用新型設計合理，其將四個接收傳感器排列為一條直線並將發射傳感器與 內外兩側的兩對接收傳感器分別構成等腰三角形形狀，實現了不同風速段的超聲波測量， 擴大了測量的範圍，具有抗幹擾能力強、測量精度高、簡單可靠的特點，可在隧道環境等惡 劣環境中的風速測量廣泛應用。
圖1為本實用新型的結構示意圖；圖2為發射傳感器與接收傳感器的位置關係示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型實施例做進一步詳述一種超聲波風速儀，如圖1所示，由發射箱體1、接收箱體5和支撐臂3連接構成， 接收箱體與發射箱體通過支撐臂相連接，該支撐臂為單支撐臂結構，這種單支撐臂結構減 少了風阻面和可能的超聲波發射面，避免了風形成渦流和超聲波反射等儀器自身引起對測 量精度的影響。在發送箱體和接收箱體內分別安裝有發射電路板和接收電路板，發射電路 板和接收電路板共同構成超聲波風速儀的控制電路，在接收箱體上設有通訊接口 6，外部設 備通過通訊接口可以對超聲波風速儀進行通訊和操作。在接收箱體的上表面沿直線均布安 裝四個與接收電路板相連接的接收傳感器4，在發送箱體的下表面安裝一與發射電路板相 連接的發射傳感器2，該發射傳感器位於接收傳感器的正上方，即發射傳感器與四個接收傳 感器構成的平面與接受箱體的上表面垂直，該發射傳感器與內側的兩接收傳感器構成一等 腰三角形，同時該發射傳感器及與外側的兩接收傳感器也構成一等腰三角形，如圖2所示， 這種結構使得一個發射傳感器連續發射，內側一對接收傳感器和外側一對接收傳感器同時 接收，保證了在不同風速段的測量，不僅擴大了測量範圍，而且保證了低風速段的測量精 度。在本實施例中，接收箱體和發射箱體均為金屬材料的箱體，由於金屬材料箱體可 以將發射電路板和接收電路板分別密封起來，可以避免發射電路板對接收電路板的幹擾， 提高了抗幹擾能力。需要強調的是，本實用新型所述的實施例是說明性的，而不是限定性的，因此本實 用新型並不限於具體實施方式
中所述的實施例，凡是由本領域技術人員根據本實用新型的 技術方案得出的其他實施方式，同樣屬於本實用新型保護的範圍。
權利要求一種超聲波風速儀，其特徵在於包括發射箱體、接收箱體和支撐臂，接收箱體與發射箱體通過支撐臂相連接，在接收箱體的上表面沿直線均布安裝四個與控制電路相連接的接收傳感器，在發送箱體的下表面安裝一與控制電路相連接的發射傳感器，該發射傳感器位於接收傳感器的正上方並且與內側的兩接收傳感器及與外側的兩接收傳感器均構成等腰三角形形狀。
2.根據權利要求1所述的超聲波風速儀，其特徵在於所述的支撐臂為單支撐臂結構。
3.根據權利要求1所述的超聲波風速儀，其特徵在於所述的控制電路包括安裝在發 射箱體內的發射電路板和安裝在接收箱體內的接收電路板。
4.根據權利要求1所述的超聲波風速儀，其特徵在於所述的接收箱體上還設有與外 部設備通訊的通訊接口。
5.根據權利要求1 4任一項所述的超聲波風速儀，其特徵在於所述的接收箱體和 發射箱體均由金屬材料構成。
專利摘要本實用新型涉及一種超聲波風速儀，包括發射箱體、接收箱體和支撐臂，接收箱體與發射箱體通過支撐臂相連接，在接收箱體的上表面沿直線均布安裝四個與控制電路相連接的接收傳感器，在發送箱體的下表面安裝一與控制電路相連接的發射傳感器，該發射傳感器位於接收傳感器的正上方並且與內側的兩接收傳感器及與外側的兩接收傳感器均構成等腰三角形形狀。本實用新型設計合理，其將四個接收傳感器排列為一條直線並將發射傳感器與內外兩側的兩對接收傳感器分別構成等腰三角形形狀，實現了不同風速段的超聲波測量，擴大了測量的範圍，具有抗幹擾能力強、測量精度高、簡單可靠的特點，可在隧道環境等惡劣環境中的風速測量廣泛應用。
文檔編號G01P5/24GK201583552SQ20092025187
公開日2010年9月15日 申請日期2009年12月22日 優先權日2009年12月22日
發明者武清濤, 段發階, 潘德權, 範學凱, 高強 申請人:天津朗思科技發展有限公司