一种超声波测风仪的制作方法

1.本实用新型涉及机械结构，具体涉及一种超声波测风仪。


背景技术：

2.超声波测风仪，是采用超声波来测试风速风向的仪器，利用发送的声波脉冲，测量接收端的时间或频率（多普勒变换）差别来计算风速和风向。
3.现有的超声波测风仪都是采用四个探头，位于圆周四个均匀节点上，对称的探头相互之间发送或接收信号，风速会影响到超声波的传送速度，从而计算风速和风向。但是探头一般需要采用四根安装杆进行安装，如风向刚好从其中一个探头吹向对面探头，这时安装杆具有一定的挡风效果，会影响到风速，而垂直向的超声波则只有偏移，速度没有变化，所以这样测出的风速精确度还是具有一定的影响。


技术实现要素：

4.本实用新型的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
5.本实用新型的目的在于提供一种超声波测风仪，为解决现有的超声波测风仪在测试时，遇到正好从一探头吹向对面探头的风向时，这时测得的风速精确度有影响的问题。
6.为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种超声波测风仪，包括安装头和安装座，所述安装头的周壁上圆周均匀设置有四个安装杆，所述安装杆的一端固定在安装头上，另一端位于安装头的上方，四个安装杆的上端头位于同一水平位置，且两两正对，四个安装杆的上端头沿圆周均匀布置，安装杆的上端头设置有超声波探头，所述安装头可旋转地设置在安装座上，安装座内设置有电机，所述电机带动安装头旋转。
7.在一个可能的设计中，上述安装头上设置有安装环，所述安装环的外径与安装座的内径一致，安装环插入至安装座内。
8.在一个可能的设计中，上述安装座的内周壁上设置有圆周槽，所述安装环对应圆周槽的位置设置有滚珠，减小安装环与安装座之间的摩擦力。
9.在一个可能的设计中，上述安装环内设置有固定环，所述固定环的内壁上设置有轴向的卡槽，所述电机的机轴上设置有与卡槽配合的卡棱。
10.在一个可能的设计中，上述安装头内设置有处理器和远传模块，所述远传模块、超声波探头和电机都连接到处理器。
11.在一个可能的设计中，上述安装头的上端面设置有维修盖，所述维修盖与安装头螺纹连接，所述维修盖上设置有旋转槽。
12.在一个可能的设计中，上述安装头的内壁在维修盖的下方设置有阻挡环，所述维修盖与阻挡环之间设置有密封垫。
13.在一个可能的设计中，上述安装头与安装座之间设置有密封垫。
14.本实用新型至少包括以下有益效果：本装置中，将探头安装在一个可旋转的安装头上，当测试出风向碰巧是从一个探头到对面探头时，可控制安装头旋转，如旋转10
°
，这样
就可以较精确地测试出风速。
15.并且本装置可以在较短的时间对多个方位测试风速风向，能够代替现有的阵列式测试，在多组不同角度的数据下，风速和风向更加准确。
16.本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
17.图1 为本实用新型的结构示意图；
18.图2 为本装置的剖视图；
19.图3 为本装置内的电子仪器连接示意图。
具体实施方式
20.下面结合附图及具体实施例来对本实用新型作进一步阐述。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明虽然是用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。本文公开的特定结构和功能细节仅用于描述本实用新型的示例实施例。然而，可用很多备选的形式来体现本实用新型，并且不应当理解为本实用新型限制在本文阐述的实施例中。
21.需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本实用新型的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
22.如图1
‑
3，一种超声波测风仪，包括安装头100和安装座200，所述安装头100的周壁上圆周均匀设置有四个安装杆101，所述安装杆101的一端固定在安装头100上，另一端位于安装头100的上方，四个安装杆101的上端头位于同一水平位置，且两两正对，四个安装杆101的上端头沿圆周均匀布置，安装杆101的上端头设置有超声波探头300，所述安装头100可旋转地设置在安装座200上，安装座200内设置有电机400，所述电机400带动安装头100旋转。
23.本装置中，安装头100的四周设置安装杆101，安装杆101成不规则形状，但大致是一端连接安装头100的外周壁，另一端位于安装头100的上方，该端设置超声波探头300，并且该端位于同一个圆上，且四个安装杆101的上端位于该圆的象限点上，该圆的直径大于安装头100的外径，减少安装头100对风速风向的影响力。
24.因为超声波探头300两两正对，所以正对探头可以相互之间发送接收信号，通过计算来确定风速风向。
25.超声波在传输中，如顺风，则传输速度加快，如逆风，则传输速度减小，而两个探头的距离不变，通过发送和接收时间的间隔，得到传送时间，可计算出超声波的传送速度，再与超声波的实际速度比较，可计算得到风速。具体计算风速的步骤是现有的技术，不做赘述。
26.但有特殊情况，如风向，从一个探头吹向对面的探头时，因为安装杆101的遮挡，背向风向的探头前方有一段无风段，这样测出的风速是不精确的，虽然该安装杆会做的尽量细，影响比较小，但在一些精细作业下，还是会产生不好的问题，并且可知道其余两个探头发送的超声波，风对该超声波只会产生偏移，而无速度上的改变，无法测得风速。这种情况，现有技术中，只有等待风向自行转变，才会得到较精确的风速，或者采用多个本装置分别测试。第一种等待风向转变，在紧急情况非常不友好，而多个装置形成阵列测试，成本上提升较多，所占据的空间也大的多，本装置可以代替阵列测试。
27.如图1、图2，所以本装置中，在安装头100旋转安装在安装座200的上方，通过电机400带动旋转，主动使得探头变动位置，跳过上述的特殊情况，然后得到精确的风速。
28.电机400会带动安装头100转向
‑
10
°
~10
°
之间，所以安装头100和安装座200之间的线路无影响。
29.如图2，上述安装头100上设置有安装环102，所述安装环102的外径与安装座200的内径一致，安装环102插入至安装座200内。安装环102插入至安装座200内，而安装头100位于安装座200的上方，所以安装头100与安装座200形成一个可旋转的连接方式。
30.上述安装座200的内周壁上设置有圆周槽201，所述安装环102对应圆周槽201的位置设置有滚珠103，减小安装环102与安装座200之间的摩擦力。滚珠103大部分嵌入安装环102，只有小部分露出，通过滚珠103与安装座200的接触，减小了接触的面积，这是常用减小摩擦的方式，不做具体的赘述。
31.上述安装环102内设置有固定环104，所述固定环104的内壁上设置有轴向的卡槽105，所述电机400的机轴401上设置有与卡槽105配合的卡棱402。虽然固定环104与机轴401可以通过过盈连接，但可能会出现周向错位，影响转动角度，设计卡棱104和卡槽105，将卡棱402直接插入卡槽105内，这时机轴401可带动安装环102旋转，不会出现周向的相互转动，保证转动效果。
32.安装环102内设计固定环104，固定环104的周壁设计了固定梁去连接到安装环102的内壁上。固定环104、固定梁、安装环102和安装头100都是一体化连接，所以电机400带动固定环104转动，即带动了安装头100转动。
33.如图1~3，上述安装头100内设置有处理器500和远传模块501，所述远传模块501、超声波探头300和电机400都连接到处理器500。上述安装环102与固定环104之间是固定梁，固定梁与固定梁之间是有缝隙让电机400到处理器500之间线路穿过，而安装杆101为空心，用于超声波探头300的走线。超声波探头300在设定的间隔时间内启动，并发送启动信号到处理器500，正对的探头得到信号后即发送收到信号到处理器500，正对的两个超声波探头300发射信号的时间错开。处理器500在较短的时间内会收到四组数据（每组数据有一个对应的发射信号时间和接收信号时间），然后会控制电机400启动，先正向偏转10
°
，再次启动超声波探头300，测试风速风向，然后继续反向转动20
°
，即相对于原位置反向偏转10
°
，再测试风速风向，然后恢复原角度。这样得到三个不同角度的数据。数据是即使发送至远端服务器的，让服务器计算风速风向。当然还会标识原角度为0
°
，正向偏转10
°
标识为 10
°
，反向偏转10
°
，标识为
‑
10
°
。从而让远端的服务器了解收到的实时数据时，超声波探头300的实际位置。本装置中处理器500采用的型号为14305r
‑
2000。
34.如图2，上述安装头100的上端面设置有维修盖106，所述维修盖106与安装头100螺
纹连接，所述维修盖106上设置有旋转槽107。维修盖106打开后，可看到处理器500和远传模块501，这样可以对安装头100内部的电子仪器进行维修，旋转槽107则方便维修盖106的旋转。
35.上述安装头100的内壁在维修盖106的下方设置有阻挡环108，所述维修盖106与阻挡环108之间设置有密封垫。用于密封，避免水分从维修盖106与安装头100之间的缝隙处进入安装头100内。
36.上述安装头100与安装座200之间设置有密封垫。安装头100的外径大于安装环102的外径，而安装座200的内径是与安装环102的外径一致，所以安装头100的下端面会接触到安装座200的上端面，在安装头100的下端面与安装座200的上端面之间设计密封垫，保证密封效果。
37.尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。