嵌入式风速风向测量系统及测量方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN104237553104237553A(43)申请公布日2014.12.24(21)申请号201310225214.4(22)申请日2013.06.06(71)申请人上海果凡科技有限公司地址201203上海市浦东新区张江高科技园区郭守敬路498号14幢22301-1519座(72)发明人马坤任旭东(74)专利代理机构上海百一领御专利代理事务所(普通合伙)31243代理人马育麟(51)Int.Cl.G01P5/06(2006.01)G01P13/02(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书2页说明书2页附图1页附图1页(54)发明名称嵌入式风速风向测量系统及测量方法(57)摘要本发明针对野外便携式设备，提出了一种嵌入式风速风向测量系统及测量方法，通过高灵敏度磁性叶轮和电子罗盘，可以方便实现野外便携式设备上的风速风向测量。高灵敏度磁性叶轮和风速风向测量电路安装于一个壳体内，微处理器通过磁感应电路测量风速，根据测量过程中最大风速对应的电子罗盘方位角测量风向。本发明具有设计简洁、生产方便、一致性好等特点。CN104237553ACN1042375ACN104237553A权利要求书1/1页1.嵌入式风速风向测量系统，包括叶轮装置、测量电路、微处理器，其特征在于所述叶轮装置为磁性叶轮，所述磁性叶轮经过磁化处理并具有稳定磁场。2.如权利要求1所述的嵌入式风速风向测量系统，其特征在于所述测量电路包括绕线电感，所述绕线电感沿垂直于磁性叶轮的切线方向安装。3.如权利要求1所述的嵌入式风速风向测量系统，其特征在于所述测量电路为绕线电感、电容和运算放大器等器件的组合。4.如权利要求1所述的嵌入式风速风向测量系统，其特征在于所述叶轮装置包括高灵敏度轴承、轻质叶片和外框。5.如权利要求4所述的嵌入式风速风向测量系统，其特征在于叶轮外框开槽，用于安装固定胶圈，在所述轴承上设置有调节旋钮。6.如权利要求1所述的嵌入式风速风向测量系统，其特征在于还包括电子罗盘。7.如权利要求6所述的嵌入式风速风向测量系统，其特征在于所述电子罗盘、所述叶轮装置和测量电路安装于同一壳体内。8.如权利要求7所述的嵌入式风速风向测量系统，其特征在于还包括通讯系统或显示系统。9.如权利要求1所述的嵌入式风速风向测量系统的测量方法，其特征在于利用叶轮旋转速度与风速之间的对应关系来测得风速，具体的对应关系为叶轮的转速与风速大小满足线性关系式：W=a·X+b其中，W为当前风速，X为叶轮转速，a为转速因子，b为转速偏移。10.如权利要求7所述的嵌入式风速风向测量系统的测量方法，其特征在于所述壳体迎风水平旋转时，确定风速最大时测量仪器面向的方向，并通过电子罗盘与该方向的对应关系获得当前风向。2CN104237553A说明书1/2页嵌入式风速风向测量系统及测量方法技术领域[0001]本发明涉及一种气象用嵌入式风速风向测量系统及测量方法。背景技术[0002]目前风速风向的测量多采用大型机械式结构，虽然精度相对较高，但是由于安装使用复杂，无法在野外便携式设备上使用。发明内容[0003]本发明针对野外便携式设备，提出了一种嵌入式风速风向测量系统及测量方法，通过高灵敏度磁性叶轮和电子罗盘，可以方便实现野外便携式设备上的风速风向测量。[0004]本发明包括叶轮装置、测量电路、微处理器，其特征在于所述叶轮装置为磁性叶轮。其中，测量电路包括绕线电感、电容和运算放大器，且绕线电感沿垂直于磁性叶轮的切线方向安装。，用于探测叶轮旋转速度。[0005]优选的，叶轮装置包括高灵敏度轴承、轻质叶片和外框。[0006]优选的，叶轮外框开槽，用于安装固定胶圈。[0007]优选的，所述磁性叶轮经过磁化处理并具有稳定磁场。[0008]优选的，轴承上设置有调节旋钮。[0009]优选的，该风速风向测量系统，还包括电子罗盘。[0010]优选的，所述电子罗盘、所述叶轮装置和测量电路安装于所述壳体内。[0011]优选的，本发明装置测到的风速和风向信息通过通讯系统传输至终端设备，用于存储和显示，终端设备可以为移动或非移动的计算机、显示器等；在该通讯系统或显示系统的终端将测量结果展示给用户。[0012]本发明采用的风速测量方案是针对高灵敏度叶轮进行特殊磁化处理，产生磁性效果。而用于检测的绕线电感对于叶轮转动引起的磁场变化产生微弱的电流变化，经过运算放大器进行信号放大后，转换成输出频率的变化，这样，叶轮的转速就和运算放大器的信号输出频率产生了对应关系，微处理器只需要测量运算放大器的信号输出频率即可计算叶轮转速，并通过叶轮转速和风速对照表来得到当前的风速。[0013]本发明采用的风向测量方案是通过使用电子罗盘，结合最大风速测量来确定风向