一种风速传感器的制作方法

1.本实用新型属于机械测量设备领域，具体涉及一种风速传感器。


背景技术：

2.流速或风速作为一种基本的机械量，其直接测量一直比较困难，目前常见的风速测量仪器主要有热线风速仪、风杯风速仪等。热线风速仪的基本原理是将一根细的金属丝浸入流体中，通电流加热金属丝(称“热线”)，使其温度高于被测流体温度，当流体沿垂直方向流过金属丝时，将带走金属丝的一部分热量，使金属丝温度下降，根据流速与热线散失热量的关系，可以通过测取热线温度“感知”流体流速。风杯或手持扇叶式的风速仪，则是根据风速与风杯转速的关系，将测取的转速换算成风速。这两类工程上应用较多的风速测取仪器，一是必须对准来流方向，对方向性比较敏感，二是体积较大或配套设备较复杂，不适用于速度场多点布置。热线风速仪还有使用环境要求比较高的限制。
3.因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种风速传感器，用以克服现有风速传感器存在的体积大、配套设备复杂的问题。
5.为了实现上述任务，本实用新型采用以下技术方案：
6.一种风速传感器，包括壳体以及风杆，其中：
7.所述风杆的一端插入壳体内部，壳体内对称设置有支台或设置有一圈支台；支台上安装有压电元件，所述风杆的侧壁上对称设置有压杆并支撑在所述压电元件上，风杆能相对于壳体轴向偏斜。
8.进一步地，所述风杆的插入壳体内的部分为圆锥形结构，风杆下端为圆球状，所述压杆设置于所述圆锥形结构的末端处。
9.进一步地，所述风杆露出壳体外的部分为圆柱形、翼型或平板型结构。
10.进一步地，所述风杆与壳体之间设置有阻尼部件。
11.进一步地，所述壳体包括上端开口的内腔，所述支台位于内腔中，风杆的下端插入支台之间的空腔内。
12.进一步地，所述壳体内的支台对称设置时，支台上设置有凹陷区，压电元件设置于凹陷区内。
13.进一步地，所述风速传感器还包括安装支座，安装支座上设置有通孔，所述壳体通过基座固定在安装支座的下方。
14.进一步地，所述风杆上设置有风向指示结构。
15.与现有技术相比，本实用新型具有以下技术特点：
16.本实用新型提供的风速传感器，结构简单，质量小、体积小，稳定性好，能够满足实际工程测量需求。
附图说明
17.图1为本实用新型的整体结构示意图。
18.图中标号说明：1风杆，2壳体，3压杆，4支台，5压电元件，6内腔，7安装支座，8通孔，9基座。
具体实施方式
19.参见图1，本实用新型公开了一种风速传感器，包括壳体2以及风杆1，其中：
20.所述风杆1的一端插入壳体2内部，壳体2内对称设置有支台4或设置有一圈支台4，即支台4可以是对称设置的一对，或沿壳体2内壁的一圈；支台4上安装有压电元件5，所述风杆1的侧壁上对称设置有压杆3并支撑在所述压电元件5上，风杆1能相对于壳体2轴向偏斜。
21.本实用新型在使用时，将整个风速传感器，或将风杆1浸入到待测风速的风内部，在风力的作用下，风杆1将产生偏斜，压杆3对所述压电元件5的应力将产生变化；利用具有正压电效应的晶体材料制作的压电元件5感受风杆1偏斜所产生的应力，流速越大，偏斜越明显，压电元件5所受应力越大；通过这样的结构可将流速转变成压应力，继而转化成电信号输出。
22.作为上述技术方案的进一步优化，所述风杆1的插入壳体2内的部分为圆锥形结构，风杆1下端为圆球状，所述压杆3设置于所述圆锥形结构的末端处；采用该结构设计可使得风杆1在未受到风力时容易保持平衡，且方便校准，有利于提升测量精度。
23.可选地，所述风杆1露出壳体2外的部分为圆柱形、翼型或平板型结构，具有一定的迎风面，使得在风力作用下风杆1可以产生偏斜以改变对压电元件5的应力。
24.在本实用新型的一个实施例中，所述风杆1与壳体2之间设置有阻尼部件；其中阻尼部件例如为阻尼器、橡胶等。采用阻尼部件可在风杆1受到风力偏斜时受到阻尼力作用，限制风杆1偏移幅度，从而增大量程。阻尼部件可根据实际情况进行设定，且在使用传感器前需进行校准。
25.可选地，所述风杆1上设置有风向指示结构，如指示箭头，可在测量前根据箭头指示调整传感器的布设方向。
26.在图1给出的示例中，所述壳体2包括上端开口的内腔6，所述支台4位于内腔6中，风杆1的下端插入支台4之间的空腔内。所述壳体2内的支台4对称设置时，支台4上设置有凹陷区，压电元件5设置于凹陷区内，以限制压杆3的移动位置，保证测量结果的准确性。
27.在具体应用时，所述风速传感器还包括安装支座7，安装支座7上设置有通孔8，所述壳体2通过基座9固定在安装支座7的下方；例如，基座9与壳体2之间可采用螺纹配合等安装方式；安装支座7固定在测量区域中。安装支座7也可以是测量区域中的某个固定的带孔结构。
28.以上实施例仅用于说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行同等替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。


技术特征：
1.一种风速传感器，其特征在于，包括壳体(2)以及风杆(1)，其中：所述风杆(1)的一端插入壳体(2)内部，壳体(2)内对称设置有支台(4)或设置有一圈支台(4)；支台(4)上安装有压电元件(5)，所述风杆(1)的侧壁上对称设置有压杆(3)并支撑在所述压电元件(5)上，风杆(1)能相对于壳体(2)轴向偏斜。2.根据权利要求1所述的风速传感器，其特征在于，所述风杆(1)的插入壳体(2)内的部分为圆锥形结构，风杆(1)下端为圆球状，所述压杆(3)设置于所述圆锥形结构的末端处。3.根据权利要求1所述的风速传感器，其特征在于，所述风杆(1)露出壳体(2)外的部分为圆柱形、翼型或平板型结构。4.根据权利要求1所述的风速传感器，其特征在于，所述风杆(1)与壳体(2)之间设置有阻尼部件。5.根据权利要求1所述的风速传感器，其特征在于，所述壳体(2)包括上端开口的内腔(6)，所述支台(4)位于内腔(6)中，风杆(1)的下端插入支台(4)之间的空腔内。6.根据权利要求1所述的风速传感器，其特征在于，所述壳体(2)内的支台(4)对称设置时，支台(4)上设置有凹陷区，压电元件(5)设置于凹陷区内。7.根据权利要求1所述的风速传感器，其特征在于，所述风速传感器还包括安装支座(7)，安装支座(7)上设置有通孔(8)，所述壳体(2)通过基座(9)固定在安装支座(7)的下方。8.根据权利要求1所述的风速传感器，其特征在于，所述风杆(1)上设置有风向指示结构。

技术总结
本实用新型公开了一种风速传感器，包括壳体以及风杆，其中：所述风杆的一端插入壳体内部，壳体内对称设置有支台或设置有一圈支台；支台上安装有压电元件，所述风杆的侧壁上对称设置有压杆并支撑在所述压电元件上，风杆能相对于壳体轴向偏斜。本实用新型提供的风速传感器，结构简单，质量小、体积小，稳定性好，能够满足实际工程测量需求。足实际工程测量需求。足实际工程测量需求。


技术研发人员：吴宇 孙媛
受保护的技术使用者：中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所
技术研发日：2021.04.22
技术公布日：2021/12/3