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专利名称：超声波风速仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及风速测量装置，特别是一种超声波风速仪。
背景技术：
在气象、交通、环境等监测领域，经常需要对风速进行测量，例如测量公路隧道中 的风速是隧道环境监测的一项重要指标。由于公路隧道的风速对公路隧道安全密切相关， 因此，对公路隧道的风速测量应当满足实时、精确、简单、可靠的要求。现有的风速仪主要有 机械式测量、皮托管测量、热膜热线测量、激光多普勒测量等，这些风速仪由于精度、对环境 要求、设备成本等原因均不适合隧道环境中。目前，在隧道环境中普遍使用超声波风速测量 方法，其配置传感器的方法为Z法(透过法)、v法(发射法)、x法(交叉法)，以上三种配 置方法均不能直接测量At，必须分别测量超声波在顺风和逆风路径上的传播时间，相减得 到时间差At，进而计算出风速，采用这种方法的风速仪存在的问题是(1)控制过程和信 号处理均比较复杂；(2)通过两个步骤测量时间差，形成累积误差；(3)测量精度依赖于单 片机信号处理精度。因此，现有的超声波风速仪普遍存在处理速度慢、测量精度低、实现复 杂等问题。
发明内容本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构设计合理、处理速度 快、测量精度高、简单可靠的超声波风速仪。本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的一种超声波风速仪，包括发射箱体、接收箱体和支撑臂，接收箱体与发射箱体通过 支撑臂相连接，在接收箱体的上表面沿直线均布安装四个与控制电路相连接的接收传感 器，在发送箱体的下表面安装-与控制电路相连接的发射传感器，该发射传感器位于接收 传感器的正上方并且与内侧的两接收传感器及与外侧的两接收传感器均构成等腰三角形 形状。而且，所述的支撑臂为单支撑臂结构。而且，所述的接收箱体上还设有与外部设备通讯的通讯接口。而且，所述的接收箱体和发射箱体均由金属材料构成。本实用新型的优点和积极效果是1、本风速仪将四个接收传感器排列为一条直线并将发射传感器与内外两侧的两 对接收传感器分别构成等腰三角形形状，一个发射传感器连续发射，两对接收传感器同时 接收，这种结构不仅实现不同风速段的测量，而且扩大了测量范围并保证了低风速段的测 量精度，同时也简化了运算处理过程，减小了误差，提高了测量精度。2、本风速仪采用单支撑臂结构减少了风阻面和可能的超声波反射面，减少了风形 成涡流和超声波反射等仪器自身引起的对测量精度的影响，进一步提高了测量精度。3、本风速仪采用发射传感器和接收传感器进行风速测量，由于测量是非接触式的，无需采用任何运动部件，减少了常规的维护工作，延长了风速仪的使用寿命。4、本风速仪将发射电路板和接收电路板分别安装在金属材料制成的发射壳体和 接收壳体内，避免了发射电路板对接收电路板的干扰。5、本实用新型设计合理，其将四个接收传感器排列为一条直线并将发射传感器与 内外两侧的两对接收传感器分别构成等腰三角形形状，实现了不同风速段的超声波测量， 扩大了测量的范围，具有抗干扰能力强、测量精度高、简单可靠的特点，可在隧道环境等恶 劣环境中的风速测量广泛应用。

图1为本实用新型的结构示意图；图2为发射传感器与接收传感器的位置关系示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型实施例做进一步详述一种超声波风速仪，如图1所示，由发射箱体1、接收箱体5和支撑臂3连接构成， 接收箱体与发射箱体通过支撑臂相连接，该支撑臂为单支撑臂结构，这种单支撑臂结构减 少了风阻面和可能的超声波发射面，避免了风形成涡流和超声波反射等仪器自身引起对测 量精度的影响。在发送箱体和接收箱体内分别安装有发射电路板和接收电路板，发射电路 板和接收电路板共同构成超声波风速仪的控制电路，在接收箱体上设有通讯接口 6，外部设 备通过通讯接口可以对超声波风速仪进行通讯和操作。在接收箱体的上表面沿直线均布安 装四个与接收电路板相连接的接收传感器4，在发送箱体的下表面安装一与发射电路板相 连接的发射传感器2，该发射传感器位于接收传感器的正上方，即发射传感器与四个接收传 感器构成的平面与接受箱体的上表面垂直，该发射传感器与内侧的两接收传感器构成一等 腰三角形，同时该发射传感器及与外侧的两接收传感器也构成一等腰三角形，如图2所示， 这种结构使得一个发射传感器连续发射，内侧一对接收传感器和外侧一对接收传感器同时 接收，保证了在不同风速段的测量，不仅扩大了测量范围，而且保证了低风速段的测量精 度。在本实施例中，接收箱体和发射箱体均为金属材料的箱体，由于金属材料箱体可 以将发射电路板和接收电路板分别密封起来，可以避免发射电路板对接收电路板的干扰， 提高了抗干扰能力。需要强调的是，本实用新型所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本实 用新型并不限于具体实施方式
中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本实用新型的 技术方案得出的其他实施方式，同样属于本实用新型保护的范围。
权利要求一种超声波风速仪，其特征在于包括发射箱体、接收箱体和支撑臂，接收箱体与发射箱体通过支撑臂相连接，在接收箱体的上表面沿直线均布安装四个与控制电路相连接的接收传感器，在发送箱体的下表面安装一与控制电路相连接的发射传感器，该发射传感器位于接收传感器的正上方并且与内侧的两接收传感器及与外侧的两接收传感器均构成等腰三角形形状。
2.根据权利要求1所述的超声波风速仪，其特征在于所述的支撑臂为单支撑臂结构。
3.根据权利要求1所述的超声波风速仪，其特征在于所述的控制电路包括安装在发 射箱体内的发射电路板和安装在接收箱体内的接收电路板。
4.根据权利要求1所述的超声波风速仪，其特征在于所述的接收箱体上还设有与外 部设备通讯的通讯接口。
5.根据权利要求1 4任一项所述的超声波风速仪，其特征在于所述的接收箱体和 发射箱体均由金属材料构成。
专利摘要本实用新型涉及一种超声波风速仪，包括发射箱体、接收箱体和支撑臂，接收箱体与发射箱体通过支撑臂相连接，在接收箱体的上表面沿直线均布安装四个与控制电路相连接的接收传感器，在发送箱体的下表面安装一与控制电路相连接的发射传感器，该发射传感器位于接收传感器的正上方并且与内侧的两接收传感器及与外侧的两接收传感器均构成等腰三角形形状。本实用新型设计合理，其将四个接收传感器排列为一条直线并将发射传感器与内外两侧的两对接收传感器分别构成等腰三角形形状，实现了不同风速段的超声波测量，扩大了测量的范围，具有抗干扰能力强、测量精度高、简单可靠的特点，可在隧道环境等恶劣环境中的风速测量广泛应用。
文档编号G01P5/24GK201583552SQ20092025187
公开日2010年9月15日 申请日期2009年12月22日 优先权日2009年12月22日
发明者武清涛, 段发阶, 潘德权, 范学凯, 高强 申请人:天津朗思科技发展有限公司