一種風(fēng)速風(fēng)向校準(zhǔn)儀的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種風(fēng)速風(fēng)向校準(zhǔn)儀，包括至少一個風(fēng)速傳感器和至少一個風(fēng)向傳感器，風(fēng)速傳感器和風(fēng)向傳感器連接有一信號處理器，信號處理器連接有一微處理器，信號處理器和微處理器均連接有電源模塊，使用低功耗的微處理器和信號處理器，便于攜帶，既能夠進(jìn)行PC通訊，又能夠直接儲存現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)，便于工作人員現(xiàn)場對比直接更換故障風(fēng)速風(fēng)向測量儀，同時也便于后期研究儲存當(dāng)天的風(fēng)速風(fēng)向數(shù)據(jù)。
【專利說明】 —種風(fēng)速風(fēng)向校準(zhǔn)儀
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及氣象環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域和風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域，具體涉及一種風(fēng)速風(fēng)向校準(zhǔn)儀。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)是一種潛力很大的新能源，十八世紀(jì)初，橫掃英法兩國的一次狂暴大風(fēng)，吹毀了四百座風(fēng)力磨坊、八百座房屋、一百座教堂、四百多條帆船，并有數(shù)千人受到傷害，二十五萬株大樹連根拔起。僅就拔樹一事而論，風(fēng)在數(shù)秒鐘內(nèi)就發(fā)出了一千萬馬力(即750萬千瓦；一馬力等于0.75千瓦)的功率有人估計過，地球上可用來發(fā)電的風(fēng)力資源約有100億千瓦，幾乎是現(xiàn)在全世界水力發(fā)電量的10倍。目前全世界每年燃燒煤所獲得的能量，只有風(fēng)力在一年內(nèi)所提供能量的三分之一。因此，國內(nèi)外都很重視利用風(fēng)力來發(fā)電，開發(fā)新能源。
[0003]把風(fēng)的動能轉(zhuǎn)變成機(jī)械動能，再把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電力動能，這就是風(fēng)力發(fā)電。風(fēng)力發(fā)電的原理，是利用風(fēng)力帶動風(fēng)車葉片旋轉(zhuǎn)，再透過增速機(jī)將旋轉(zhuǎn)的速度提升，來促使發(fā)電機(jī)發(fā)電。依據(jù)目前的風(fēng)車技術(shù)，大約是每秒三米的微風(fēng)速度(微風(fēng)的程度)，便可以開始發(fā)電。風(fēng)力發(fā)電正在世界上形成一股熱潮，因為風(fēng)力發(fā)電不需要使用燃料，也不會產(chǎn)生輻射或空氣污染。
[0004]風(fēng)力發(fā)電在芬蘭、丹麥等國家很流行；中國也在西部地區(qū)大力提倡。小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)效率很高，但它不是只由一個發(fā)電機(jī)頭組成的，而是一個有一定科技含量的小系統(tǒng):風(fēng)力發(fā)電機(jī)+充電器+數(shù)字逆變器。風(fēng)力發(fā)電機(jī)由機(jī)頭、轉(zhuǎn)體、尾翼、葉片組成。每一部分都很重要，各部分功能為:葉片用來接受風(fēng)力并通過機(jī)頭轉(zhuǎn)為電能；尾翼使葉片始終對著來風(fēng)的方向從而獲得最大的風(fēng)能；轉(zhuǎn)體能使機(jī)頭靈活地轉(zhuǎn)動以實現(xiàn)尾翼調(diào)整方向的功能；機(jī)頭的轉(zhuǎn)子是永磁體，定子繞組切割磁力線產(chǎn)生電能。
[0005]一般說來，三級風(fēng)就有利用的價值。但從經(jīng)濟(jì)合理的角度出發(fā)，風(fēng)速大于每秒4米才適宜于發(fā)電。據(jù)測定，一臺55千瓦的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，當(dāng)風(fēng)速為每秒9.5米時，機(jī)組的輸出功率為55千瓦；當(dāng)風(fēng)速每秒8米時，功率為38千瓦；風(fēng)速每秒6米時，只有16千瓦；而風(fēng)速每秒5米時，僅為9.5千瓦?？梢婏L(fēng)力愈大，經(jīng)濟(jì)效益也愈大。
[0006]在我國，現(xiàn)在已有不少成功的中、小型風(fēng)力發(fā)電裝置在運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0007]我國的風(fēng)力資源極為豐富，絕大多數(shù)地區(qū)的平均風(fēng)速都在每秒3米以上，特別是東北、西北、西南高原和沿海島嶼，平均風(fēng)速更大；有的地方，一年三分之一以上的時間都是大風(fēng)天。在這些地區(qū)，發(fā)展風(fēng)力發(fā)電是很有前途的。
[0008]因此，在風(fēng)力發(fā)電的現(xiàn)場，一般都設(shè)置一種能夠測量風(fēng)速和風(fēng)向的測量儀器，測量風(fēng)力發(fā)電廠當(dāng)天的風(fēng)速和風(fēng)向，粗略計算發(fā)電廠的輸出電能等系數(shù)。在氣象環(huán)境監(jiān)測過程中，多個地點(diǎn)也會設(shè)置風(fēng)速風(fēng)向的測量儀器，
[0009]在長時間的使用過程中，這種風(fēng)速風(fēng)向測量儀器難免會出現(xiàn)故障，出現(xiàn)測量不準(zhǔn)確的現(xiàn)象，但是從測量儀本身的數(shù)據(jù)很難確定這種測量儀器是否出現(xiàn)測量不準(zhǔn)確的現(xiàn)象，這樣就需要一種風(fēng)速風(fēng)向測量儀的校準(zhǔn)儀器。將校準(zhǔn)儀器與測量儀置于相同位置，查看校準(zhǔn)儀的風(fēng)速風(fēng)向的數(shù)據(jù)與測量儀上的是否相同，即能判斷測量儀是否準(zhǔn)確，能否繼續(xù)使用。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的是提供一種能夠監(jiān)測校準(zhǔn)監(jiān)測現(xiàn)場風(fēng)速風(fēng)向測量儀器的風(fēng)速風(fēng)向校準(zhǔn)儀。
[0011]本發(fā)明的另一目的是提供一種能夠進(jìn)行PC通訊，并能夠儲存風(fēng)速風(fēng)向校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的風(fēng)速風(fēng)向校準(zhǔn)儀。
[0012]本發(fā)明的再一目的是提供一種低能耗的便攜式風(fēng)速風(fēng)向校準(zhǔn)儀。
[0013]為達(dá)到以上發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種風(fēng)速風(fēng)向校準(zhǔn)儀，包括至少一個風(fēng)速傳感器和至少一個風(fēng)向傳感器，所述風(fēng)速傳感器和風(fēng)向傳感器連接有一信號處理器，所述信號處理器連接有一微處理器，信號處理器和微處理器均連接有電源模塊。
[0014]所述微處理器還連接有方便用戶輸入信息的鍵盤。
[0015]所述微處理器還連接有方便現(xiàn)場查看并記錄風(fēng)速風(fēng)向信息的至少一個通訊接口，所述通訊接口是USB接口或RS232接口，優(yōu)選所述通訊接口為USB接口。
[0016]所述微處理器還連接有存儲模塊，所述存儲模塊為具有一定容量的SD卡。
[0017]所述微處理器還連接有顯示模塊，顯示模塊為一塊IXD顯示屏。
[0018]所述微處理器為低功耗的ARM微處理器。
[0019]所述的微處理器信號處理器為低功耗的MSP430單片機(jī)。
[0020]所述的電源模塊220V為交流電源接口或12V直流電源。
[0021]所述的信號處理器采集風(fēng)速傳感器和風(fēng)向傳感器上的頻率、電流、電壓信號，并將這些信號通過模數(shù)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為ARM識別的數(shù)字信號。
[0022]所述的微處理器將信號處理器傳輸過來的數(shù)字信號以年月日為文件名存儲至存儲模塊，所述文件為供處理軟件識別的.CSV格式的文件。
[0023]本發(fā)明的一種風(fēng)速風(fēng)向校準(zhǔn)儀，使用低功耗的微處理器和信號處理器，便于攜帶，既能夠進(jìn)行PC通訊，又能夠直接儲存現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)，便于工作人員現(xiàn)場對比直接更換故障風(fēng)速風(fēng)向測量儀，同時也便于后期研究儲存當(dāng)天的風(fēng)速風(fēng)向數(shù)據(jù)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1是本發(fā)明的一種風(fēng)速風(fēng)向校準(zhǔn)儀的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]1、微處理器 2、信號處理器 3、風(fēng)速傳感器 4、風(fēng)向傳感器 5、鍵盤
[0026]6、顯示模塊 7、通訊模塊 8、存儲模塊 9、電源模塊
【具體實施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的一種風(fēng)速風(fēng)向校準(zhǔn)儀進(jìn)行詳細(xì)描述:一種風(fēng)速風(fēng)向校準(zhǔn)儀，包括至少一個風(fēng)速傳感器3和至少一個風(fēng)向傳感器4，風(fēng)速傳感器3和風(fēng)向傳感器4連接有一信號處理器2，本實施例中的信號處理器2采用低功耗的MSP430單片機(jī)，這種單片機(jī)耗能低，有強(qiáng)大的信號處理功能。信號處理器2上連接有一微處理器1，本實施例中的微處理器I采用低功耗的ARM微處理器，ARM為32位處理器，同時能夠兼容16位機(jī)器語言，功耗低，體積小，適用于本發(fā)明的一種便攜式的風(fēng)速風(fēng)向校準(zhǔn)儀，信號處理器2和微處理器I均連接至電源模塊9，電源模塊9可以是220V的交流電源接口，或者使用12V的直流電源。[0028]在ARM上連接有鍵盤5，鍵盤5上設(shè)置有用戶要輸入或要查看的信息，如電流電壓，時間的等信息。ARM上連接有通訊接口，通訊模塊7可以是USB接口或RS232接口，本實施例中采用USB接口，采用MODBUS RTV軟通信的方式傳輸，方便現(xiàn)場用戶直接連接至PC上，查看和記錄并隨時處理校準(zhǔn)儀內(nèi)記錄的風(fēng)速風(fēng)向信息。
[0029]MSP430單片機(jī)的引腳Pl.1與風(fēng)速傳感器3相連接，引腳Pl.2與風(fēng)向傳感器4相連接，經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后的風(fēng)速數(shù)據(jù)由引腳P3.4輸出至連接引腳P3.4的微處理器ARM中，經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后的風(fēng)向數(shù)據(jù)由引腳P3.6輸出至連接引腳P3.6的微處理器ARM中。
[0030]微處理器通過電纜線連接至存儲模塊，存儲模塊由SD卡和SD卡存儲器構(gòu)成。
[0031]ARM上同時還連接有存儲模塊8，本實施例中的存儲模塊8為SD卡存儲器，將風(fēng)速風(fēng)向校準(zhǔn)儀內(nèi)記錄的信息存儲至SD卡中，方便后續(xù)查看和記錄。
[0032]微處理器I還連接有一塊IXD顯示屏，可以隨時顯示風(fēng)速風(fēng)向信息，及風(fēng)速傳感器3和風(fēng)向傳感器4上的電流頻率，電壓等電信號的變化和信號值。
[0033]使用過程中，信號處理器MSP430單片機(jī)采集風(fēng)速傳感器和風(fēng)向傳感器上的頻率、電流、電壓信號，并將這些信號通過模數(shù)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為ARM識別的數(shù)字信號，ARM將這些數(shù)字信號顯示在顯示屏上，同時通過連接至USB接口上的連接線傳輸至PC上，進(jìn)行儲存，或者直接將生成的文件以年月日為文件名存儲至SD卡中，這種文件為后續(xù)處理軟件直接識別處理的.CSV格式文件，如文件20130329.CSV。
[0034]后續(xù)處理軟件根據(jù)文件中記錄的電信號，處理數(shù)據(jù)，進(jìn)行計算等，并根據(jù)需要合成
工作報告。
[0035]本發(fā)明的一種風(fēng)速風(fēng)向校準(zhǔn)儀，使用低功耗的微處理器和信號處理器，便于攜帶，既能夠進(jìn)行PC通訊，又能夠直接儲存現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)，便于工作人員現(xiàn)場對比直接更換故障風(fēng)速風(fēng)向測量儀，同時也便于后期研究儲存當(dāng)天的風(fēng)速風(fēng)向數(shù)據(jù)。
[0036]上述實施例中的實施方案僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進(jìn)行描述，并非對本發(fā)明的構(gòu)思和范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計思想的前提下，本領(lǐng)域中專業(yè)技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變化和改進(jìn)，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種風(fēng)速風(fēng)向校準(zhǔn)儀，包括至少一個風(fēng)速傳感器(3)和至少一個風(fēng)向傳感器(4)，其特征在于:所述風(fēng)速傳感器(3)和風(fēng)向傳感器(4)連接有一信號處理器(2)，所述信號處理器(2 )連接有一微處理器(I)，信號處理器(2 )和微處理器(I)均連接電源模塊(9 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)速風(fēng)向校準(zhǔn)儀，其特征在于:所述微處理器(I)還連接有方便用戶輸入信息的鍵盤(5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)速風(fēng)向校準(zhǔn)儀，其特征在于:所述微處理器(I)還連接有方便現(xiàn)場查看并記錄風(fēng)速風(fēng)向信息的至少一個通訊接口(7)，所述通訊接口是USB接口或RS232接口，優(yōu)選所述通訊接口為USB接口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)速風(fēng)向校準(zhǔn)儀，其特征在于:所述微處理器(I)還連接有存儲模塊(8)，所述存儲模塊(8)為具有一定容量的SD卡。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)速風(fēng)向校準(zhǔn)儀，其特征在于:所述微處理器還連接有顯示模塊(6)，顯示模塊為一塊IXD顯示屏。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)速風(fēng)向校準(zhǔn)儀，其特征在于:所述微處理器(I)為低功耗的ARM微處理器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)速風(fēng)向校準(zhǔn)儀，其特征在于:所述信號處理器(2)為低功耗的MSP430單片機(jī)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)速風(fēng)向校準(zhǔn)儀，其特征在于:所述的電源模塊(9)為220V交流電源接口或12V直流電源。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)速風(fēng)向校準(zhǔn)儀，其特征在于:所述的信號處理器采集風(fēng)速傳感器和風(fēng)向傳感器上的頻率、電流、電壓信號，并將這些信號通過模數(shù)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為ARM識別的數(shù)字信號。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種風(fēng)速風(fēng)向校準(zhǔn)儀，其特征在于:所述的微處理器將信號處理器傳輸過來的數(shù)字信號以年月日為文件名存儲至存儲模塊，所述文件為供處理軟件識別的.CSV格式的文件。
【文檔編號】G01P21/00GK103808962SQ201310127872
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年4月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月12日
【發(fā)明者】張磊, 胡學(xué)敏, 張一 , 楊晶 申請人:北京普華億能風(fēng)電技術(shù)有限公司