基于双反射面的超声波风速仪的制作方法

1.本实用新型涉及风速检测，特别涉及基于双反射面的超声波风速仪。


背景技术：

2.传统机械式风速仪，具有原理简单、使用便捷、成本较低等优点，但是也存在体积大、集成度不高、容易磨损和老化、存在启动风速以及惯性导致的测量值偏大等问题，且机械式风速仪测量范围受限、精度不高。
3.相比于传统的机械式风速仪，基于超声波时差法原理的风速仪具有无需启动风速、测量范围大、测量精度高、无活动部件无磨损、便于安装拆卸、便于携带等优点。
4.基于超声波传输路径的区别，可以将基于超声波时差法的风速仪分为以下二种：
5.1.直接对射式超声波风速仪，对固定超声波换能器的支架结构的加工精度要求非常高，直接影响测量精度，且对射式的超声信号受风速影响很大，风速稍大，信号随着空气被吹偏，导致接收到的信号变弱甚至接收不到信号，因此这种直接对射式的超声波风速仪测量范围和精度都受限。
6.2. 反射式超声波风速仪，目前市场上大多数反射法风速仪，两对（四个）换能器在一个平面内，上盖的凹面必然要以高度中心线为轴心对称，这样四个方向的换能器对应的凹面才能有相同曲率，可以一定程度上减少大风时信号的衰减和丢失，但是并没有完全解决，且在风速较大时，也存在信号被吹偏吹跑，在规定时间内无法接收到回波信号的问题。


技术实现要素：

7.为解决上述现有技术方案中的不足，本实用新型提供了一种基于双反射面的超声波风速仪。
8.本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：
9.基于双反射面的超声波风速仪，所述基于双反射面的超声波风速仪包括第一反射体和第一对换能器，所述第一反射体具有第一凹形反射面；所述超声波风速仪还包括：
10.第二反射体，所述第二反射体具有第二凹形反射面，并设置在所述第一反射体的下侧；所述第一对换能器设置在所述第二反射体上，且处于所述第二凹形反射面的外侧；
11.第二对换能器，所述第二对换能器设置在所述第一反射体上，且处于所述第一凹形反射面的外侧。
12.与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果为：
13.本实用新型彻底解决大风信号被吹偏或丢失问题，有利于大风测量，显著地加大了超声波时差法风速仪测量范围，可以应用于航海等需要大风监测的领域。
附图说明
14.参照附图，本实用新型的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于举例说明本实用新型的技术方案，而并非意在对本实用新型的保护
范围构成限制。图中：
15.图1是根据本实用新型实施例的基于双反射面的超声波风速仪的结构示意图。
具体实施方式
16.图1和以下说明描述了本实用新型的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本实用新型。为了解释本实用新型技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将在本实用新型的范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本实用新型的多个变型。由此，本实用新型并不局限于下述可选实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。
17.实施例1：
18.图1给出了本实用新型实施例的基于双反射面的超声波风速仪的结构示意图，如图1所示，所述基于双反射面的超声波风速仪包括：
19.第一反射体11和第一对换能器23，所述第一反射体11具有第一凹形反射面12；
20.第二反射体21，所述第二反射体21具有第二凹形反射面22，并设置在所述第一反射体11的下侧；所述第一对换能器23设置在所述第二反射体21上，且处于所述第二凹形反射面22的外侧；
21.第二对换能器13，所述第二对换能器13设置在所述第一反射体11上，且处于所述第一凹形反射面12的外侧。
22.为了提高检测准确性，进一步地，所述第一对换能器23间连线与所述第二对换能器13间连线间的夹角是90度。
23.为了提高反射效果，进一步地，所述第一凹形反射面12是以所述第一对换能器23作为焦点的椭圆绕着所述第一对换能器23间的连线旋转而成的反射面，所述第二凹形反射面22是以所述第二对换能器13作为焦点的椭圆绕着所述第二对换能器13间的连线旋转而成的反射面。
24.实施例2：
25.根据本实用新型实施例1的基于双反射面的超声风速仪的应用例。
26.在该应用例中，如图1所示，第一反射体11具有向上凸出的第一凹形反射面12，第二反射体21具有向下凸出第二凹形反射面22，并设置在所述第一反射体11的下侧；第一对换能器23设置在所述第二反射体21上，且处于所述第二凹形反射面22的外侧；第二对换能器23设置在所述第一反射体12上，且处于所述第一凹形反射面12的外侧；所述第一对换能器23间连线与所述第二对换能器13间连线间的夹角是90度；第一反射体11和第二反射体21间设置支撑柱31；
27.所述第一凹形反射面12是以所述第一对换能器23作为焦点的椭圆绕着所述第一对换能器23间的连线旋转而成的反射面，所述第二凹形反射面22是以所述第二对换能器13作为焦点的椭圆绕着所述第二对换能器13间的连线旋转而成的反射面。
28.由上可见，四个换能器（第一对换能器23和第二对换能器13）分布在上下两个平面，上面的二个换能器（第二对换能器13）利用下面呈椭球面的第二凹形反射面22进行反射，下面的二个换能器（第一对换能器23）利用上面呈椭球面的第一凹形反射面12反射，正交的两个方向的超声信号都可以在以自身换能器为焦点的椭球面内反射，理论上只要信号
落在反射面范围内，都可以被另一侧换能器接收，彻底解决大风时信号衰减和丢失问题。


技术特征：
1.基于双反射面的超声波风速仪，所述基于双反射面的超声波风速仪包括第一反射体和第一对换能器，所述第一反射体具有第一凹形反射面；其特征在于，所述超声波风速仪还包括：第二反射体，所述第二反射体具有第二凹形反射面，并设置在所述第一反射体的下侧；所述第一对换能器设置在所述第二反射体上，且处于所述第二凹形反射面的外侧；第二对换能器，所述第二对换能器设置在所述第一反射体上，且处于所述第一凹形反射面的外侧。2.根据权利要求1所述的基于双反射面的超声波风速仪，其特征在于，所述第一对换能器间连线与所述第二对换能器间连线间的夹角是90度。3.根据权利要求1所述的基于双反射面的超声波风速仪，其特征在于，所述第一凹形反射面是以所述第一对换能器作为焦点的椭圆绕着所述第一对换能器间的连线旋转而成的反射面，所述第二凹形反射面是以所述第二对换能器作为焦点的椭圆绕着所述第二对换能器间的连线旋转而成的反射面。4.根据权利要求1所述的基于双反射面的超声波风速仪，其特征在于，所述第一反射体和第二反射体之间设置支撑柱。

技术总结
本实用新型提供了基于双反射面的超声波风速仪，包括第一反射体和第一对换能器，所述第一反射体具有第一凹形反射面；还包括：第二反射体具有第二凹形反射面，并设置在所述第一反射体的下侧；所述第一对换能器设置在所述第二反射体上，且处于所述第二凹形反射面的外侧；第二对换能器设置在所述第一反射体上，且处于所述第一凹形反射面的外侧。本实用新型具有风速测量范围大，大风测量精度高等优点。大风测量精度高等优点。大风测量精度高等优点。


技术研发人员：姜雪娇 杨松杰 胡秀俊 谢节玲 何孙东 叶华俊
受保护的技术使用者：杭州朋谱科技有限公司
技术研发日：2022.02.28
技术公布日：2022/5/10