一種螺旋槳式風速儀的製作方法

2023-12-03 17:39:46 2

本發明涉及一種螺旋槳式風速儀。

背景技術：

公知的風速儀是測量空氣流速的儀器。它的種類較多有風杯型、螺旋槳型、熱線型和數字型等，螺旋槳式風速儀是一組三葉或四葉螺旋槳繞水平軸旋轉的風速計。螺旋槳裝在一個風標的前部，使其旋轉平面始終正對風的來向，它的轉速正比於風速。但是，常規的風速儀，在凍雨等極端環境下，無法有效工作。

凍雨是由冰水混合物組成，與溫度低於0℃的物體碰撞立即凍結的降水，是初冬或冬末春初時節見到的一種災害性天氣。低於0℃的雨滴在溫度略低於0℃的空氣中能夠保持過冷狀態，其外觀同一般雨滴相同，當它落到溫度為0℃以下的物體上時，立刻凍結成外表光滑而透明的冰層。

螺旋槳式風速儀在凍雨等天氣現象下，葉片與機身關聯處凍結而無法正常工作運行，對實際的氣象觀測工作造成了很大的困擾，造成氣象數據的長時間缺失。

針對這個問題，中國專利cn202502108u公開了「一種防凍風速儀」，其包括風向杯、風翼支杆、支杆基部、軸承、定軸，風翼支杆的左端設有風向杯，風翼支杆的右端設有支杆基部，支杆基部與定軸上的軸承相連，還包括控制器、溫度傳感器、導電刷、導電環、彈簧、電阻絲，測量環境溫度的溫度傳感器的輸出端與控制器的輸入端相連接，控制器、導電環、導電刷、電阻絲依次串聯。本實用新型利用溫度傳感器檢測室外環境溫度，當外界溫度等於或低於設置的某一溫度時，控制器內部繼電器導通，電阻絲工作，將附著在風向杯上冰雪溶解，保證風速儀正常工作。

另一中國專利cn204241499u「一體式風速風向儀」，包括橢圓形殼體，殼體由上殼體和下殼體兩部份連接構成，上殼體的縱向中心方向設有可轉動的風標軸，風標軸的頂端往上延伸出上殼體，並在其頂端安裝有風標，風標軸的底端安裝有風標轉盤，風標轉盤表面開設有穿透風標轉盤的透光孔，透光孔的上方固定有第一光電傳感器，第一光電傳感器連接有控制晶片，控制晶片用於將接受的電信號轉換為風速和風向的數據，下殼體的縱向中心方向設有可轉動的風杯軸，風杯軸的底端往下延伸出下殼體，並在其底端安裝有風杯，風杯軸的頂端設有風杯轉盤，風杯轉盤表面開設有延伸至圓周上的導光槽，並在風杯轉盤下方設有向上照射的光源，在風杯轉盤的圓周外側設有一安裝在下殼體內側面的第二光電傳感器，該第二光電傳感器與控制晶片電連接，在風杯上安裝有與風杯共同旋轉的發熱體，且在該發熱體的內側還設有固定在下殼體上用於產生交變磁場的交變磁場發生裝置，以及與該交變磁場發生裝置相連接並為其提供高頻電流的高頻電路，所述交變磁場發生裝置由內部設有軸承的圓盤形骨架，分布在該圓盤形骨架周邊並嵌入在其內部的一根以上的導磁條，以及纏繞在該圓盤形骨架側壁上的線圈組成，該軸承緊套在下殼體上，線圈則與高頻電路相連接，其是採用了磁感應加熱方式來對風速風向儀進行加熱。但這兩種專利結構複雜，一旦發生故障，則很難維修。

中國專利cn106199059a「一種防冰凍風速儀」，仍然運用了電加熱解凍的方式進行防冰凍處理，通過電加熱的方式對風速儀進行加熱，通過設定風杯的結構與材料使得風杯在接通電源後能夠快速產熱；而對風杯進行加熱時通過水銀在溫差作用下進行熱膨脹以達到除冰作業。

但是我國極地氣象站點的布設為無人自動氣象站，站點氣溫較低，如果使用自加熱型防冰凍風速儀，需要機身加熱達到很高的溫度(高於環境溫度的絕對值溫度)才能對風速儀進行除冰作業，但過高的溫度勢必對風速儀本身塑料機身造成巨大損害，大大損耗儀器壽命而得不償失。另一方面，風速儀由太陽能電池板供電，且受極晝極夜影響，電力資源十分寶貴。綜上所述，以上三種以電加熱方式進行解凍的風速儀很顯然無法適用於極地環境氣象觀測中。

技術實現要素：

有鑑於此，本發明提供了一種防凍風速儀，其能防止極地寒冷天氣對風速儀影響，結構簡單，適用於極地無人自動氣象站，且無需電力損耗、抗冰凍效果好、維修方便。

為達到上述目的，本發明提供了一種螺旋槳式風速儀，包括螺旋槳、轉子、以及主體，該轉子位於所述主體的頭部，能夠在該螺旋槳的帶動下轉動，所述螺旋槳式風速儀還包括防凍罩，該防凍罩位於所述轉子的外側一周，並且所述轉子與所述主體之間的縫隙位於所述防凍罩內。

可選地，所述防凍罩具有旋轉面形狀的外表面及內表面。

可選地，所述防凍罩的內表面與所述轉子外表面之間具有均勻的間距。

可選地，所述防凍罩的內表面與所述轉子外表面的平均距離為1mm至3mm。

可選地，所述防凍罩的材質與所述轉子的外殼的材質相同。

可選地，所述螺旋槳葉片的長度為11cm至13cm。

根據本發明的技術方案，採用防凍罩將螺旋槳式風速儀的轉子與主體之間的縫隙遮罩，避免了凍雨直接落入該縫隙中，從而避免了轉子被凍住而無法旋轉的現象。這種方式結構簡單，且無需使用電力，適用於無人區的自動氣象站。根據下文結合附圖對本發明具體實施例的詳細描述，本領域技術人員將會更加明了本發明的上述以及其他目的、優點和特徵。

附圖說明

後文將參照附圖以示例性而非限制性的方式詳細描述本發明的一些具體實施例。附圖中相同的附圖標記標示了相同或類似的部件或部分。本領域技術人員應該理解，這些附圖未必是按比例繪製的。附圖中：

圖1是根據本發明實施方式的一種螺旋槳式風速儀的外形的示意圖；

圖2是根據本發明實施方式的另一種螺旋槳式風速儀的外形的示意圖；

圖3是根據本發明實施方式的螺旋槳式風速儀在運行狀態下的一種外觀的示意圖。

具體實施方式

圖1是根據本發明實施方式的一種螺旋槳式風速儀的外形的示意圖。如圖1所示，風速儀10包括螺旋槳11、轉子12、以及主體13，轉子12位於主體13的頭部15(還可參考圖2)附近，轉子12能夠在該螺旋槳的帶動下轉動。

本發明實施方式中，螺旋槳式風速儀還包括防凍罩21，該防凍罩21位於轉子12的外側一周，並且轉子12與主體13之間的縫隙14位於防凍罩21內。這樣，該縫隙14被防凍罩21所遮罩，使得凍雨不能直接滴落在縫隙14上，從而避免在縫隙14上形成冰，而轉子12正是被此處產生的冰凍住而導致無法旋轉。

防凍罩21最好是中心對稱的形狀，以免影響轉子的旋轉。防凍罩21的內表面與轉子12外表面之間最好是具有均勻的間距，或者保持1mm至3mm的平均距離，以保證轉子能夠正常旋轉。此外，防凍罩21的材質最好與轉子12外殼的材質相同，這樣在溫度變化時，二者的形變也相同，從而避免防凍罩21與轉子12相接觸而影響轉子12的旋轉。

圖2是根據本發明實施方式的另一種螺旋槳式風速儀的外形的示意圖。如圖2所示，風速儀20具有與上述的風速儀10相似的部件，包括螺旋槳11、轉子12、以及主體13，轉子12位於主體13的頭部15附近，轉子12能夠在該螺旋槳的帶動下轉動。

在圖2所示的實施方式中，轉子12的外壁向主體13的方向延伸從而形成遮罩部21，縫隙14位於遮罩部以內。該遮罩部21形成旋轉面形狀，從而將縫隙14從周向完整地遮蔽。遮罩部14的內表面最好與轉子12外表面之間具有均勻的間距，或者保持平均距離1mm至3mm，以使轉子12能夠保持正常旋轉。

螺旋槳11可以具有比現有的螺旋槳式風速儀的螺旋槳具有更大的尺寸，這樣使其在風力的作用下具有更大扭力，進一步避免轉子12被快速凍結。

如圖3所示，圖3是根據本發明實施方式的螺旋槳式風速儀在運行狀態下的一種外觀的示意圖。因為離心力將凍雨向外甩，所以在圖3中，螺旋槳11和防凍罩21的外表面多條的錐形的冰30是沿著螺旋槳11的徑向，向外部不斷延伸。採用圖2的遮罩部時，同樣具有類似的情形。可以看出，在實際運行中，螺旋槳11和防凍罩21的外表面都會形成冰，並且在離心力的作用下，冰是向外部延伸，而防凍罩21內部不存在冰，因此避免了轉子12被凍住。

上述的防凍罩或遮罩部的靠近主體13一側的邊緣的內側，可以設置向轉子的軸向凸出的凸起部，可以在轉子表面靠近該邊緣之處發生冰凍時刮除此處的冰，有助於更進一步保證轉子的正常旋轉。

根據本發明實施方式的技術方案，採用防凍罩或遮罩部將螺旋槳式風速儀的轉子與主體之間的縫隙遮罩，避免了凍雨直接落入該縫隙中，從而避免了轉子12被凍住而無法旋轉的現象。這種方式結構簡單，且無需使用電力，適用於無人區的自動氣象站。

至此，本領域技術人員應認識到，雖然本文已詳盡示出和描述了本發明的多個示例性實施例，但是，在不脫離本發明精神和範圍的情況下，仍可根據本發明公開的內容直接確定或推導出符合本發明原理的許多其他變型或修改。因此，本發明的範圍應被理解和認定為覆蓋了所有這些其他變型或修改。