風(fēng)向和風(fēng)速的傳感裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種風(fēng)向和風(fēng)速的傳感裝置，該傳感裝置包括底座板、底座彈簧、容器支撐底板、圓柱形容器、導(dǎo)電溶液、容器上蓋，在圓柱形容器的內(nèi)壁上依次自下而上固定有至少兩組電阻元件組，電阻元件組高于導(dǎo)電溶液，每組電阻元件組包括至少四個(gè)位于同一高度的裸露電阻，每組裸露電阻在圓柱形容器的內(nèi)壁上沿周向均勻分布，在容器上蓋的中部設(shè)有穿孔，裸露電阻的兩端連接有包有絕緣層的導(dǎo)線，導(dǎo)線從容器上蓋的穿孔穿出到圓柱形容器之外，在容器上蓋的穿孔中設(shè)有密封膠，密封膠密封所述穿孔，裸露電阻兩端的導(dǎo)線均與電阻檢測(cè)器連接。本實(shí)用新型的傳感裝置，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于制造、成本低、可同時(shí)反映風(fēng)向和風(fēng)速的變化。
【專利說(shuō)明】風(fēng)向和風(fēng)速的傳感裝置【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種傳感裝置，尤其涉及一種風(fēng)向和風(fēng)速的傳感裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)向及風(fēng)速的測(cè)量在日常生產(chǎn)生活中具有重要的意義，天氣變化的預(yù)測(cè)(如沙塵天氣和霧霾的預(yù)測(cè))、風(fēng)能資源的開(kāi)發(fā)利用、城市高層建筑之間的距離設(shè)計(jì)等都與風(fēng)向及風(fēng)速的測(cè)量息息相關(guān)。目前，國(guó)內(nèi)外的風(fēng)向風(fēng)速傳感器一般有三類:第一類為螺旋槳式風(fēng)向風(fēng)速傳感器，第二類為風(fēng)速采用三杯、風(fēng)向采用單翼的風(fēng)向風(fēng)速傳感器，第三類為超聲波式風(fēng)向風(fēng)速傳感器。目前這些類型的傳感器其風(fēng)向和風(fēng)速一般是分別采用單獨(dú)的組件來(lái)測(cè)量的，這些類型的傳感器其工作原理各異，但其結(jié)構(gòu)均較為復(fù)雜，在制造時(shí)需要加工出較多種類的零部件，完成復(fù)雜的裝配，使得其制造成本很高。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于制造、成本低、可同時(shí)反映風(fēng)向和風(fēng)速的風(fēng)向和風(fēng)速的傳感裝置。[0004]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供了一種風(fēng)向和風(fēng)速的傳感裝置，其包括水平設(shè)置的底座板，在所述底座板上固定有底座彈黃，所述底座彈黃的下端固定在所述底座板的上表面上，在所述底座彈簧的上端固定有容器支撐底板，所述底座彈簧的上端固定在所述容器支撐底板的下表面的中部位置，在所述容器支撐底板的上表面上固定有圓柱形容器，在所述圓柱形容器內(nèi)盛有導(dǎo)電溶液，在所述圓柱形容器的內(nèi)壁上固定有至少兩組電阻元件組，每組電阻元件組的高度均高于所述導(dǎo)電溶液的液面高度，且各組電阻元件組依次自下而上設(shè)置，每組電阻元件組包括至少四個(gè)位于同一高度的裸露電阻，每組電阻元件組的裸露電阻在所述圓柱形容器的內(nèi)壁上沿周向均勻分布，每組電阻元件組的裸露電阻均平行于所述的容器支撐底板，在所述圓柱形容器的上邊緣上密封連接有容器上蓋，在所述容器上蓋的中部設(shè)有穿孔，所述裸露電阻的兩端均連接有包有絕緣層的導(dǎo)線，所述導(dǎo)線均從所述容器上蓋的穿孔穿出到所述圓柱形容器之外，在所述容器上蓋的穿孔中設(shè)有密封膠，所述密封膠密封所述穿孔，所述裸露電阻的兩端連接的導(dǎo)線均與電阻檢測(cè)器連接。
[0005]本實(shí)用新型風(fēng)向和風(fēng)速的傳感裝置，其中所述電阻檢測(cè)器可以為萬(wàn)用表。
[0006]本實(shí)用新型風(fēng)向和風(fēng)速的傳感裝置，其還可以包括保護(hù)彈簧，所述保護(hù)彈簧的下端固定在所述容器上蓋的上表面的中部位置，所述導(dǎo)線均從所述保護(hù)彈簧中穿過(guò)。
[0007]本實(shí)用新型風(fēng)向和風(fēng)速的傳感裝置，其中所述底座彈簧的下端可以與所述底座板的上表面焊接固定，所述底座彈簧的上端可以與所述容器支撐底板的下表面焊接固定。
[0008]本實(shí)用新型風(fēng)向和風(fēng)速的傳感裝置，其中每組所述電阻元件組中的裸露電阻的個(gè)數(shù)可以為4個(gè)或8個(gè)。
[0009]本實(shí)用新型風(fēng)向和風(fēng)速的傳感裝置，其中所述電阻元件組的總組數(shù)可以為2~8組。[0010]本實(shí)用新型采用上述技術(shù)方案的主要有益效果在于，本實(shí)用新型風(fēng)向和風(fēng)速的傳感裝置對(duì)于風(fēng)向和風(fēng)速的檢測(cè)提供了一種新的測(cè)量原理，當(dāng)風(fēng)吹向圓柱形容器時(shí)，圓柱形容器受力使底座彈簧發(fā)生彎曲，容器支撐底板和圓柱形容器變得傾斜，圓柱形容器中的導(dǎo)電溶液的液位發(fā)生變化，這時(shí)會(huì)有一部分裸露電阻受到導(dǎo)電溶液的浸泡，不同的風(fēng)向?qū)?duì)應(yīng)不同的底座彈簧彎曲方向，對(duì)應(yīng)地就有不同方位的裸露電阻受到導(dǎo)電溶液的浸泡，不同的風(fēng)力將對(duì)應(yīng)不同的底座彈簧彎曲程度，對(duì)應(yīng)地就有不同高度的裸露電阻受到導(dǎo)電溶液的浸泡。而每個(gè)裸露電阻在圓柱形容器的內(nèi)壁上的方位和高度都是已知的，多組裸露電阻形成了一個(gè)電阻矩陣，每個(gè)裸露電阻將對(duì)應(yīng)著一個(gè)風(fēng)向和風(fēng)速等級(jí)。當(dāng)裸露電阻受到導(dǎo)電溶液的浸泡時(shí)，導(dǎo)電溶液能夠參與導(dǎo)電，這樣電阻檢測(cè)器經(jīng)由導(dǎo)線從裸露電阻的兩端測(cè)量得到實(shí)測(cè)阻值將小于裸露電阻的原始阻值。通過(guò)裸露電阻的兩端測(cè)得實(shí)測(cè)阻值，比較它們的實(shí)測(cè)阻值與原始阻值的大小，就能夠判斷有哪些裸露電阻受到了導(dǎo)電溶液的浸泡，進(jìn)而判斷出風(fēng)向和風(fēng)速。所以，本實(shí)用新型風(fēng)向和風(fēng)速的傳感裝置能夠同時(shí)反映被測(cè)環(huán)境下的風(fēng)向和風(fēng)速。另外，本實(shí)用新型風(fēng)向和風(fēng)速的傳感裝置的組成零部件種類較少，僅采用板件、彈簧、圓柱形容器、電阻、導(dǎo)電溶液、導(dǎo)線、電阻檢測(cè)器，它們都很容易取材，所以本實(shí)用新型風(fēng)向和風(fēng)速的傳感裝置也具有方便制造、成本低的優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為本實(shí)用新型風(fēng)向和風(fēng)速的傳感裝置的實(shí)施例在無(wú)風(fēng)條件下的正視圖；
[0012]圖2為本實(shí)用新型風(fēng)向和風(fēng)速的傳感裝置的實(shí)施例在無(wú)風(fēng)條件下的俯視圖；
[0013]圖3為本實(shí)用新型風(fēng)向和風(fēng)速的傳感裝置的實(shí)施例在有風(fēng)條件下的正視圖。
[0014]附圖標(biāo)號(hào)說(shuō)明:
[0015]1-底座板；2-底座彈簧；3-容器支撐底板；4-圓柱形容器；5-導(dǎo)電溶液；6-裸露電阻；7_容器上蓋；8_導(dǎo)線；9_保護(hù)彈簧。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型風(fēng)向和風(fēng)速的傳感裝置的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0017]如圖1所示，其為本實(shí)用新型風(fēng)向和風(fēng)速的傳感裝置的實(shí)施例在無(wú)風(fēng)條件下的正視圖，本實(shí)用新型風(fēng)向和風(fēng)速的傳感裝置的實(shí)施例，其包括水平設(shè)置的底座板1，在底座板I上固定有底座彈黃2,底座彈黃2的下端固定在底座板I的上表面上，在底座彈黃2的上端固定有容器支撐底板3，底座彈簧2的上端固定在容器支撐底板3的下表面的中部位置，在容器支撐底板3的上表面上固定有圓柱形容器4，在圓柱形容器4內(nèi)盛有導(dǎo)電溶液5，在圓柱形容器4的內(nèi)壁上固定有至少兩組電阻元件組(例如，圖1示出了三組)，每組電阻元件組的高度均高于導(dǎo)電溶液5的液面高度，且各組電阻元件組依次自下而上設(shè)置，同時(shí)參見(jiàn)圖2(圖中略去了圓柱形容器4上方的零部件)，每組電阻元件組包括至少四個(gè)位于同一高度的裸露電阻6 (例如，圖2中每組電阻元件組示出了四個(gè)裸露電阻)，每組電阻元件組的裸露電阻6在圓柱形容器4的內(nèi)壁上沿周向均勻分布，每組電阻元件組的裸露電阻6均平行于容器支撐底板3，在圓柱形容器4的上邊緣上密封連接有容器上蓋7，在容器上蓋7的中部設(shè)有穿孔(圖中未示出)，裸露電阻6的兩端均連接有包有絕緣層的導(dǎo)線8，導(dǎo)線8均從容器上蓋7的穿孔穿出到圓柱形容器4之外，在容器上蓋7的穿孔中設(shè)有密封膠(圖中未示出)，密封膠密封該穿孔，裸露電阻6的兩端連接的導(dǎo)線8均與電阻檢測(cè)器連接(電阻檢測(cè)器在圖中未示出)。
[0018]具體地，可以將底座彈簧2的下端與底座板I的上表面焊接從而固定，可以將底座彈簧2的上端與容器支撐底板3的下表面焊接從而固定?？梢栽趫A柱形容器4的底部涂上粘膠從而將圓柱形容器4固定在容器支撐底板3的上表面上。裸露電阻6可以采用普通的高阻值電阻絲，裸露電阻6可以通過(guò)膠水固定到圓柱形容器4的內(nèi)壁上。裸露電阻6優(yōu)選為長(zhǎng)條狀的裸露電阻。進(jìn)一步地，裸露電阻6優(yōu)選為長(zhǎng)條狀且為片狀的裸露電阻，如可以采用涂有金屬氧化物的導(dǎo)電薄膜，導(dǎo)電薄膜可以通過(guò)絲網(wǎng)印刷的方式固定在圓柱形容器4的內(nèi)壁上。電阻檢測(cè)器可以采用現(xiàn)有的萬(wàn)用表，萬(wàn)用表為電學(xué)領(lǐng)域公知的可以測(cè)量電阻的裝置。
[0019]在使用本實(shí)施例時(shí)，將底座板I水平固定安裝到需要測(cè)量風(fēng)向和風(fēng)速的場(chǎng)合。當(dāng)起風(fēng)時(shí)，如圖3所示，風(fēng)吹在圓柱形容器4上，圓柱形容器4受力使底座彈簧2發(fā)生彎曲，容器支撐底板3和圓柱形容器4變得傾斜，圓柱形容器4中的導(dǎo)電溶液5的液位發(fā)生變化，這時(shí)會(huì)有一部分裸露電阻6受到導(dǎo)電溶液5的浸泡。不同的風(fēng)向?qū)?duì)應(yīng)不同的底座彈簧2彎曲方向，對(duì)應(yīng)地就有不同方位的裸露電阻6受到導(dǎo)電溶液5的浸泡，不同的風(fēng)力將對(duì)應(yīng)不同的底座彈簧2彎曲程度，對(duì)應(yīng)地就有不同高度的裸露電阻6受到導(dǎo)電溶液5的浸泡。而每個(gè)裸露電阻在圓柱形容器4的內(nèi)壁上的方位和高度都是已知的，多組裸露電阻形成了一個(gè)電阻矩陣，每個(gè)裸露電阻6將對(duì)應(yīng)著一個(gè)風(fēng)向和風(fēng)速等級(jí)。當(dāng)裸露電阻6受到導(dǎo)電溶液5的浸泡時(shí)，導(dǎo)電溶液5能夠參與導(dǎo)電，這樣電阻檢測(cè)器經(jīng)由導(dǎo)線從裸露電阻6的兩端測(cè)量得到實(shí)測(cè)阻值將小于裸露電阻6的原始阻值。通過(guò)裸露電阻6兩端測(cè)得的實(shí)測(cè)阻值，比較它們的實(shí)測(cè)阻值與原始阻值的大小，就能夠判斷有哪些裸露電阻受到了導(dǎo)電溶液5的浸泡，進(jìn)而判斷出風(fēng)向和風(fēng)速。
[0020]舉例來(lái)說(shuō)，如電阻元件組的組數(shù)為三組，每組電阻元件組中的裸露電阻個(gè)數(shù)為4個(gè)，在固定底座板I時(shí)讓每組電阻元件組的四個(gè)裸露電阻6在水平方向的位置分別對(duì)應(yīng)東南西北四個(gè)方向，通過(guò)萬(wàn)用表可以方便地從各裸露電阻6的兩端測(cè)量這兩端之間的實(shí)測(cè)電阻。以圖3為例，通過(guò)測(cè)量各裸露電阻6兩端之間的實(shí)測(cè)阻值，比較各裸露電阻6的實(shí)測(cè)阻值與其原始阻值的大小，可以知道位于最低的一組電阻元件組中的東側(cè)的裸露電阻6的實(shí)測(cè)阻值小于其原始阻值，這時(shí)就能夠判斷東側(cè)的裸露電阻6受到了浸泡，底座彈簧2向東彎曲了，于是就能夠確定風(fēng)向是西風(fēng)。如果通過(guò)測(cè)量判斷只有最低的一組電阻元件組中有兩個(gè)裸露電阻6對(duì)應(yīng)的實(shí)測(cè)電阻均小于其原始阻值，例如東側(cè)的和南側(cè)的裸露電阻6，則能夠判斷底座彈簧2向東南方向彎曲了，于是能夠確定風(fēng)向是西北風(fēng)。其他的風(fēng)向情況判斷以此類推。另一方面，關(guān)于風(fēng)速的判斷，以圖3為例，通過(guò)測(cè)得的各實(shí)測(cè)阻值能夠判斷出只有最低的一組電阻元件組中有裸露電阻6受到了浸泡，這時(shí)能夠判斷風(fēng)速屬于I級(jí)(該風(fēng)速定級(jí)是對(duì)于本裝置來(lái)說(shuō)的)。為了能夠直接地得出標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)速的大小，測(cè)量者可以利用已有的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)速的裝置在不同風(fēng)速環(huán)境下測(cè)量，得到底座彈簧2彎曲程度與風(fēng)速之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系表，即只有一組電阻元件組中有裸露電阻6受到了導(dǎo)電溶液5的浸泡時(shí)對(duì)應(yīng)的風(fēng)速大小、只有兩組電阻元件組中有裸露電阻6受到了導(dǎo)電溶液5的浸泡時(shí)對(duì)應(yīng)的風(fēng)速大小、三組電阻元件組中都有裸露電阻6受到了導(dǎo)電溶液5的浸泡時(shí)對(duì)應(yīng)的風(fēng)速大小。通過(guò)該對(duì)應(yīng)關(guān)系表，在采用本實(shí)用新型測(cè)風(fēng)時(shí)就能夠?qū)?yīng)得出風(fēng)速的值。值得一提的是，前面所說(shuō)的利用已有的測(cè)量風(fēng)速的裝置在不同環(huán)境下測(cè)量風(fēng)速是為了給出底座彈簧2彎曲程度與風(fēng)速之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，對(duì)于本實(shí)用新型風(fēng)向和風(fēng)速的傳感裝置的同一個(gè)實(shí)施例來(lái)說(shuō)，該對(duì)應(yīng)關(guān)系是不變的，在得出該對(duì)應(yīng)關(guān)系之后，就不再需要已有的測(cè)量風(fēng)速的裝置參與測(cè)量風(fēng)速了。
[0021]根據(jù)前面說(shuō)明的工作原理可知，當(dāng)電阻元件組的組數(shù)越多時(shí)，測(cè)量得出的風(fēng)速大小將越精確，考慮到裸露電阻6的寬度，電阻元件組的總組數(shù)優(yōu)選為2?8組。另一方面，當(dāng)每組電阻元件組中裸露電阻6的個(gè)數(shù)越多時(shí)，測(cè)量得出的風(fēng)向也將越精確，考慮到常用的風(fēng)向種類、裸露電阻6的長(zhǎng)度，每組電阻元件組中的裸露電阻6的個(gè)數(shù)優(yōu)選為4個(gè)或8個(gè)。當(dāng)每組電阻元件組中的裸露電阻的個(gè)數(shù)為8個(gè)時(shí)，各裸露電阻可以分別對(duì)應(yīng)東風(fēng)、東南風(fēng)、南風(fēng)、西南風(fēng)、西風(fēng)、西北風(fēng)、北風(fēng)、東北風(fēng)。
[0022]另外值得一提的是，電阻檢測(cè)器屬于現(xiàn)有技術(shù)，如何利用裸露電阻6兩端連接的導(dǎo)線測(cè)量裸露電阻6兩端之間的實(shí)測(cè)阻值為電學(xué)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所知曉，例如電工常用的萬(wàn)用表就具備檢測(cè)電阻的功能，另外，電阻檢測(cè)器還可以采用其他現(xiàn)有的具備檢測(cè)電阻功能的模擬電路、數(shù)字電路或帶有微處理器的電路。
[0023]在本實(shí)施例中，導(dǎo)電溶液5被密封在圓柱形容器4內(nèi)，能夠防止導(dǎo)電溶液5從圓柱形容器4中流出或被蒸發(fā)。
[0024]考慮到從圓柱形容器4中伸出的導(dǎo)線可能在靠近容器上蓋7的位置因頻繁的彎折而損壞，本實(shí)施例進(jìn)一步作出了改進(jìn)，如圖1所示，本實(shí)施例還包括保護(hù)彈簧9，保護(hù)彈簧9的下端固定在容器上蓋7的上表面的中部位置，所有導(dǎo)線8均從保護(hù)彈簧9中穿過(guò)。當(dāng)伸出容器上蓋7的導(dǎo)線8彎折時(shí)，保護(hù)彈簧9能夠相應(yīng)地發(fā)生一定的彈性變形從而阻擋導(dǎo)線8的進(jìn)一步彎折，使導(dǎo)線8彎折的曲率較小，從而保護(hù)導(dǎo)線8，延長(zhǎng)導(dǎo)線8的使用壽命。
[0025]以上所述，僅為本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種風(fēng)向和風(fēng)速的傳感裝置，其特征在于，包括水平設(shè)置的底座板(1)，在所述底座板(I)上固定有底座彈簧(2)，所述底座彈簧(2)的下端固定在所述底座板(I)的上表面上，在所述底座彈簧(2)的上端固定有容器支撐底板(3)，所述底座彈簧(2)的上端固定在所述容器支撐底板(3)的下表面的中部位置，在所述容器支撐底板(3)的上表面上固定有圓柱形容器(4)，在所述圓柱形容器(4)內(nèi)盛有導(dǎo)電溶液(5)，在所述圓柱形容器(4)的內(nèi)壁上固定有至少兩組電阻元件組，每組電阻元件組的高度均高于所述導(dǎo)電溶液(5)的液面高度，且各組電阻元件組依次自下而上設(shè)置，每組電阻元件組包括至少四個(gè)位于同一高度的裸露電阻(6)，每組電阻元件組的裸露電阻(6)在所述圓柱形容器(4)的內(nèi)壁上沿周向均勻分布，每組電阻元件組的裸露電阻(6)均平行于所述的容器支撐底板(3)，在所述圓柱形容器(4)的上邊緣上密封連接有容器上蓋(7)，在所述容器上蓋(7)的中部設(shè)有穿孔，所述裸露電阻(6)的兩端均連接有包有絕緣層的導(dǎo)線(8)，所述導(dǎo)線(8)均從所述容器上蓋(7)的穿孔穿出到所述圓柱形容器(4)之外，在所述容器上蓋(7)的穿孔中設(shè)有密封膠，所述密封膠密封所述穿孔，所述裸露電阻(6)的兩端連接的導(dǎo)線(8)均與電阻檢測(cè)器連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)向和風(fēng)速的傳感裝置，其特征在于，所述電阻檢測(cè)器為萬(wàn)用表。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的風(fēng)向和風(fēng)速的傳感裝置，其特征在于，還包括保護(hù)彈簧(9)，所述保護(hù)彈簧(9)的下端固定在所述容器上蓋(7)的上表面的中部位置，所述導(dǎo)線(8)均從所述保護(hù)彈簧(9)中穿過(guò)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的風(fēng)向和風(fēng)速的傳感裝置，其特征在于，所述底座彈簧(2)的下端與所述底座板(I)的上表面焊接固定，所述底座彈簧(2 )的上端與所述容器支撐底板(3 )的下表面焊接固定。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的風(fēng)向和風(fēng)速的傳感裝置，其特征在于，每組所述電阻元件組中的裸露電阻(6)的個(gè)數(shù)為4個(gè)或8個(gè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的風(fēng)向和風(fēng)速的傳感裝置，其特征在于，所述電阻元件組的總組數(shù)為2?8組。
【文檔編號(hào)】G01P5/00GK203759050SQ201420173360
【公開(kāi)日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年4月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月10日
【發(fā)明者】王宇 申請(qǐng)人:王宇