[实用新型]一种二维超声波测风仪

说明书

本实用新型提出了一种二维超声波测风仪，包括数据线、主壳体以及五个换能器，所述五个换能器中一个为发射端，其余四个换能器为接收端，四个接收端分别对应地设于一个正方形的四个顶点位置，所述发射端位于所述正方形中心点的正上方，所述接收端与发射端通过数据线与主壳体通信连接。有益效果：本实用新型的二维超声波测风仪相对于声波探头位于主机身内的二位超声波测风仪，去除了外壳以及外壳内的支撑柱，从而能够大大减小由于湍流影响所造成的误差；对风速的影响更小，大大减弱了超声波测风仪结构对风速的影响，从而减小了测风误差。

技术领域

本发明属于超声波测风技术领域，尤其涉及一种二维超声波测风仪。

背景技术

风速风向的精确测量是多个知识领域的主题，如农业，气象，航空，航海等多个领域中风速风向的精确测量都发挥着重要作用。超声波测风仪由于无机械旋转部件、性能稳定等优点被广泛运用，但由于自身湍流特性对风速的测量也存在一定的误差。经过多年的研究，发现在超声波测风仪中，声波内的流动失真主要是由于换能器的阴影效应导致的，这是由于风在换能器背风面上的冲击引起的。而超声波换能器的阴影效应取决于声波路径的几何形状、风向以及大气的稳定性。尤其当风向和换能器测风方向平行时这种影响达到最大。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术的不足，提供了一种二维超声波测风仪，具体由以下技术方案实现：

所述二维超声波测风仪,包括数据线、主壳体以及五个换能器，所述五个换能器中一个为发射端，其余四个换能器为接收端，四个接收端分别对应地设于一个正方形的四个顶点位置，所述发射端位于所述正方形中心点的正上方，所述接收端与发射端通过数据线与主壳体通信连接。

所述二维超声波测风仪的进一步设计在于，发射端与接收端之间的连线与接收端所在正方形的平面的夹角为

所述二维超声波测风仪的进一步设计在于，所述发射端为具有90°指向角的超声波发射端。

所述二维超声波测风仪的进一步设计在于，主壳体中集成有控制电路与通信电路。

所述二维超声波测风仪的进一步设计在于，所述控制电路采用GP22，以控制换能器的驱动信号，并接收换能器的返回信号，计算延迟时间。

所述二维超声波测风仪的进一步设计在于，所述通信电路采用STM32F103ZET6，STM32F103ZET6接收所述延迟时间计算出风速数据，并输出风速数据。

所述二维超声波测风仪的进一步设计在于，所述相邻接收端的间距为70.7mm，发射端与接收端之间的距离为82mm。

本实用新型的优点如下：

本实用新型的二维超声波测风仪相对于声波探头位于主机身内的二位超声波测风仪，去除了外壳以及外壳内的支撑柱，从而能够大大减小由于湍流影响所造成的误差。且发射端和接收端不在同一水平面的二维超声波测风仪，相较于发射端与接收端在同一水平面的二维超声波测风仪而言，对风速的影响更小，大大减弱了超声波测风仪结构对风速的影响，从而减小了测风误差。

附图说明

图1为二维超声波测风仪换能器结构图。

图2为二维超声波测风仪换能器阵列几何解析图。

图3为二维超声波测风示意图。

具体实施方式

结合具体实施例与附图对本发明的技术方案进一步说明。