一种自动化风量测量装置的制作方法

1.本发明属于风量测量技术领域，具涉及一种自动化风量测量装置。


背景技术：

2.在水利水文、气象、风电、室内通风测试等众多行业中，为了便于对风量进行掌控，从而会采用到风量测量装置，但是，现有的基于多自由度测量平台的风量测量装置在使用过程中不便于准确的调节需要测量风量的角度以及高度，多自由度测量平台往往体积较为庞大，这都导致了使用和拆装不便的问题，其装置的总体可靠性和稳定性较差，无法适应于风量测量领域，另外，测量过程中往往依靠单一手段和传感器测量单一数值，缺乏比对，获得的数值存在无法预估的误差。
3.因此，急需设计一种自动化风量测量装置，以提高风量测量装置的稳定性，同时保证能够调节风量测量的角度以及高度。


技术实现要素：

4.(一)要解决的技术问题
5.基于此，本发明提供了一种自动化风量测量装置，以解决现有的测量装置在大风环境下装置整体稳定性差的问题，同时保证能够调节风量测量的角度以及高度，且其体积小、可靠性高，特别适合套设安装在现有的电线杆或风机塔杆等柱状结构物上。
6.(二)技术方案
7.为解决上述技术问题，本发明提出了一种自动化风量测量装置，包括测量角度调节结构、配动高度调节结构和风量传感器，所述测量角度调节结构用于带动所述配动高度调节结构进行全周向转动，所述配动高度调节结构包括推导带动模块和内装搭载块，所述内装搭载块上设有风量传感器；所述推导带动模块包括搭载定位块、延伸配装杆、内装引导架、第二电机、主动锥齿轮、从动锥齿轮、联动轴、推导叉和升降连杆，所述搭载定位块和内装引导架的底端与所述带动搭载块固定连接，所述搭载定位块一侧的左右两端均固定连接有延伸配装杆，每个所述延伸配装杆远离搭载定位块的一端固定连接一个所述内装引导架，所述搭载定位块远离延伸配装杆的一侧固定连接有第二电机，所述第二电机的输出端连接有主动锥齿轮，所述主动锥齿轮的一侧啮合连接有从动锥齿轮；所述延伸配装杆的顶端固定连接有轴承座，所述轴承座的内侧转动连接有联动轴，所述联动轴上设有所述从动锥齿轮，所述联动轴的两端均固定连接有所述推导叉，所述内装引导架的内侧滑动连接有升降连杆；所述升降连杆的顶端与内装搭载块的底端固定连接。
8.优选的，所述升降连杆的底端固定有导销，所述推导叉的内侧开设导槽，所述导槽与导销为滑动连接。
9.优选的，所述风量传感器包括标准热线风速仪主体和配套风力测速结构，所述标准热线风速仪主体和配套风力测速结构设置在同一水平面上。
10.优选的，所述测量角度调节结构包括定位搭载板、延伸定位块、引导限位环和联动
调节轴，所述定位搭载板的顶端转动连接有联动调节轴，所述定位搭载板的两侧固定连接有延伸定位块，所述延伸定位块顶端的内侧焊接有所述引导限位环，所述联动调节轴与所述引导限位环转动连接。
11.优选的，所述测量角度调节结构还包括第一齿轮、主动齿轮轴、从动齿轮环和带动搭载块，所述联动调节轴的顶端固定连接有带动搭载块，所述联动调节轴的下部外侧固定连接有所述第一齿轮，所述第一齿轮位于引导限位环和定位搭载板之间，其中一侧的所述延伸定位块的顶端转动连接有所述主动齿轮轴，所述主动齿轮轴的输出端固定连接有从动齿轮环，所述从动齿轮环设置在延伸定位块的凹槽内，所述第一齿轮的一侧与从动齿轮环啮合连接。
12.优选的，所述延伸定位块为u形框架连接结构，所述联动调节轴、定位搭载板和所述第一齿轮都为中心带有通孔的圆环形结构，所述主动齿轮轴替换为电机。
13.优选的，所述配动高度调节结构还包括防雨板，所述内装搭载块的顶端固定连接有防雨板。
14.优选的，所述配套风力测速结构包括辅助定载板、霍尔测速模块、配动杆和风轮，所述辅助定载板的一端与内装搭载块固定连接，所述辅助定载板的一侧固定连接有所述霍尔测速模块，所述霍尔测速模块的内侧与所述配动杆固定连接，所述配动杆与辅助定载板为间隙配合，所述配动杆远离所述霍尔测速模块的一侧固定连接有风轮。
15.优选的，所述霍尔测速模块包括测量搭载块、中心轴、传递轮、磁铁片和霍尔传感器，所述测量搭载块的内侧转动连接有所述中心轴，所述中心轴的外侧固定连接有传递轮，所述中心轴的一侧与配动杆固定连接，所述传递轮的底端固定连接有磁铁片，所述测量搭载块的顶端固定连接有霍尔传感器。
16.优选的，所述霍尔传感器的底端设置有永磁体，所述永磁体与霍尔传感器之间还设置有放大电路。
17.(三)有益效果
18.与现有技术对比，本发明的自动化风量测量装置具备如下优点：
19.(1)本发明通过测量角度调节结构和配动高度调节结构的配合设计，使得装置便于搭载标准热线风速仪主体和配套风力测速结构的同时，便于根据需要测得风量的角度和高度进行便捷的调节，降低测量复杂度，提高便捷性；
20.(2)本发明的测量装置中的测量角度调节结构可为圆环式转动结构，配动高度调节结构则为测量角度调节结构上的单侧式高度调节结构，其结构紧凑，装置整体稳定性高，本发明的测量装置除了可以固定设置在平面上以外，还特别适合套设安装在现有的电线杆或风机塔杆等柱状结构物上，从而在大风力环境下对完成风速或者风量的测量工作；
21.(3)本发明通过标准热线风速仪主体和配套风力测速结构的配合设计，便于同时获得两组风量数据，进而利用风量数据的比较或者求均值从而获得更加精准的量值。
附图说明
22.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附
图。
23.图1为本发明自动化风量测量装置整体的结构示意图；
24.图2为本发明自动化风量测量装置整体的侧视图；
25.图3为本发明测量角度调节结构的局部结构示意图；
26.图4为本发明配动高度调节结构的局部结构示意图；
27.图5为本发明推导带动模块的局部结构示意图；
28.图6为本发明配套风力测速结构的局部结构示意图；
29.图7为本发明霍尔测速模块的局部结构示意图。
30.各图中附图标记为：
31.1、测量角度调节结构；2、配动高度调节结构；3、标准热线风速仪主体；4、配套风力测速结构；5、定位搭载板；6、延伸定位块；7、引导限位环；8、联动调节轴；9、第一齿轮；10、主动齿轮轴；11、从动齿轮环；12、带动搭载块；13、推导带动模块；14、内装搭载块；15、防雨板；16、搭载定位块；17、延伸配装杆；18、内装引导架；19、第二电机；20、主动锥齿轮；21、从动锥齿轮；22、联动轴；23、推导叉；24、升降连杆；25、辅助定载板；26、霍尔测速模块；27、配动杆；28、风轮；29、测量搭载块；30、中心轴；31、传递轮；32、磁铁片；33、霍尔传感器。
具体实施方式
32.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
33.请参见图1-7所示，一种自动化风量测量装置，包括测量角度调节结构1、配动高度调节结构2、标准热线风速仪主体3和配套风力测速结构4，参见图1-2所示，测量角度调节结构1的顶端固定连接有配动高度调节结构2，配动高度调节结构2的内部设置有标准热线风速仪主体3，标准热线风速仪主体3的一侧设置有配套风力测速结构4，当然，在无需进行风量误差校正的情况下，配动高度调节结构2上也可以只设置标准热线风速仪主体3或者配套风力测速结构4中的一个风量测量装置，参见图3所示，测量角度调节结构1包括定位搭载板5、延伸定位块6、引导限位环7和联动调节轴8，定位搭载板5的顶端转动连接有联动调节轴8，定位搭载板5的两侧固定连接有延伸定位块6，延伸定位块6优选为u形框架连接结构，延伸定位块6顶端的内侧焊接有引导限位环7，联动调节轴8与引导限位环7转动连接，联动调节轴8具体为环形结构，定位搭载板5可以为实心结构，从而便于平稳放置在风量测量平面上。
34.参见图3所示，测量角度调节结构1还包括第一齿轮9、主动齿轮轴10、从动齿轮环11和带动搭载块12，联动调节轴8的顶端固定连接有带动搭载块12，联动调节轴8的下部外侧固定连接有第一齿轮9，第一齿轮9位于引导限位环7和定位搭载板5之间，其中一侧的延伸定位块6的顶端转动连接有主动齿轮轴10，主动齿轮轴10的输出端固定连接有从动齿轮环11，从动齿轮环11设置在延伸定位块6的凹槽内，第一齿轮9的一侧与从动齿轮环11啮合连接。
35.此外，定位搭载板5和第一齿轮9都可优选设置为中心带有通孔的圆环形结构，即
定位搭载板5和第一齿轮9的中心部分为空心，使得测量角度调节结构1上的定位搭载板5、第一齿轮9、引导限位环7、联动调节轴8形成一个空闲孔，通过一个固定件将本发明中的测量角度调节结构1套设固定在一个电线杆、风机塔杆等柱状杆上，从而更好适应各种大风量的测量场合，且测量角度调节结构1的结构紧凑，便于维修和控制，在完成工业封装后也可以在大风天和雨天对风量和风速进行实时测量。
36.参见图2-3可知，在使用过程中控制主动齿轮轴10完成对从动齿轮环11进行转矩输出，利用从动齿轮环11与第一齿轮9的啮合连接，使得第一齿轮9获得拨动受力，进而电动联动调节轴8在引导限位环7的内侧和定位搭载板5的顶端进行转动，最终通过带动搭载块12在360
°
角度范围带动配动高度调节结构2、标准热线风速仪主体3和配套风力测速结构4完成角度调节，从而达到合适测量的角度；作为动力输出部件的主动齿轮轴10也可以替换为第一电机，第一电机优选为步进电机。
37.参见图4所示，配动高度调节结构2包括推导带动模块13、内装搭载块14和防雨板15，推导带动模块13的顶端固定连接有内装搭载块14，内装搭载块14的顶端固定连接有防雨板15；内装搭载块14与防雨板15之间可以进行卡接。
38.参见图4-图5所示，推导带动模块13包括搭载定位块16、延伸配装杆17、内装引导架18、第二电机19、主动锥齿轮20和从动锥齿轮21，推导带动模块13的整体结构左右对称，搭载定位块16和内装引导架18的底端与带动搭载块12固定连接，搭载定位块16一侧的左右两端均固定连接有延伸配装杆17，每个延伸配装杆17远离搭载定位块16的一端固定连接一个内装引导架18，搭载定位块16远离延伸配装杆17的一侧固定连接有第二电机19，第二电机19的输出端连接有主动锥齿轮20，主动锥齿轮20的一侧啮合连接有从动锥齿轮21；
39.推导带动模块13还包括联动轴22、推导叉23和升降连杆24，延伸配装杆17的顶端固定连接有轴承座，轴承座的内侧转动连接有联动轴22，联动轴22上设有从动锥齿轮21，从动锥齿轮21与主动锥齿轮20相互啮合，联动轴22的两端均固定连接有推导叉23，内装引导架18的内侧滑动连接有升降连杆24，升降连杆24的底端固定有导销，推导叉23的内侧开设导槽，所述导槽与导销为滑动连接；升降连杆24的顶端与内装搭载块14的底端固定连接。由此可知，本发明的推导带动模块13通过搭载定位块16、延伸配装杆17、内装引导架18、第二电机19、主动锥齿轮20、从动锥齿轮21、联动轴22、推导叉23和升降连杆24实现了可配合测量角度调节结构1进行转动的单侧式的高度调节功能，且其整体结构稳定可靠。
40.除了装置的保护外壳以外，在使用过程中具体可通过内装搭载块14和防雨板15形成对标准热线风速仪主体3的搭载和防雨保护；
41.通过第二电机19带动主动锥齿轮20完成转动，利用主动锥齿轮20与从动锥齿轮21的啮合，使得从动锥齿轮21带动联动轴22完成转动，利用联动轴22与推导叉23的固定连接，使得推导叉23在联动轴22的带动下完成转动，利用推导叉23的转动拨动推导升降连杆24进行同步受力，利用固定的内装引导架18对升降连杆24的引导限位，使得升降连杆24在推导叉23的拨动推导下带动标准热线风速仪主体3和配套风力测速结构4进行上升或者下降，达到合适的测量位置。
42.参见图6所示，配套风力测速结构4包括辅助定载板25、霍尔测速模块26、配动杆27和风轮28，辅助定载板25的一端与内装搭载块14固定连接，辅助定载板25的一侧固定连接有霍尔测速模块26，霍尔测速模块26的内侧与配动杆27固定连接，配动杆27与辅助定载板
25为间隙配合，配动杆27远离霍尔测速模块26的一侧固定连接有风轮28；风轮28上可设有三个风杯。为保证在同一高度减少风量测量误差，配套风力测速结构4与标准热线风速仪主体3都处于同一水平面上。
43.参见图7所示，霍尔测速模块26包括测量搭载块29、中心轴30、传递轮31、磁铁片32和霍尔传感器33，测量搭载块29的内侧转动连接有中心轴30，中心轴30的外侧固定连接有传递轮31，中心轴30的一侧与配动杆27固定连接，传递轮31的底端固定连接有磁铁片32，测量搭载块29的顶端固定连接有霍尔传感器33；
44.此外，霍尔传感器33的底端设置有永磁体，永磁体与霍尔传感器33之间还设置有放大电路；从而利用中心轴30的转速来测量风量或者风速。
45.在测量方式上，可以使用标准热线风速仪主体3或者配套风力测速结构4完成风量的测量，为了提高测量的精度，也可以采用如下的双传感器测量方法来完成风量的测量：
46.a)利用标准热线风速仪主体3形成第一组风量测量的数值；
47.b)利用同步风力吹动风轮28带动配动杆27转动，利用配动杆27与中心轴30的连接，使得中心轴30同步转动，利用中心轴30带动传递轮31完成同步转动，在传递轮31的转动过程中利用磁铁片32与永磁体磁吸感应产生电信号，利用放大电路将电信号传递至霍尔传感器33，形成计数，利用单位时间内恒定风速下感应次数之间的比例，从而形成风量的主动风量，从而获得第二组风量测量的数值；
48.c)利用以上两组数值间的对比或者多次求平均值，从而获得一个更加准确的数值。
49.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语
″
相连
″
、
″
连接
″
应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通，也可以是
″
传动连接
″
，即通过带传动、齿轮传动或链轮传动等各种合适的方式进行动力连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。