[实用新型]基于声波共振原理的测风传感器

说明书

本实用新型公开了基于声波共振原理的测风传感器，属于气象监测技术领域，包括换能器驱动模块、MCU、信号选择模块、信号放大模块以及信号鉴相模块，所述MCU与换能器驱动模块连接，所述换能器驱动模块与信号选择模块连接，且信号选择模块通过信号放大模块与信号鉴相模块进行信号处理，所述信号鉴相模块与MCU连接，所述换能器驱动模块发射平面和反射平面间设置为能引起声波共振的距离；本方案采用共振的方式，利用超声本身的传播特性，将超声波换能器的发射平面和反射平面间设置为能引起声波共振的合适距离，因为共振的特性，振幅增大，提升了信号的可观测性。

技术领域

本实用新型属于气象监测技术领域，具体涉及基于声波共振原理的测风传感器。

背景技术

传统的超声波风速测量一般是采用超声传播速度叠加风速，在固定距离上产生时间差的方式。受限于超声波换能器在低温、大风引起的发射角和接收角的改变时性能下降，对于后端处理电路和换能器性能要求较高，为此我们提出基于声波共振原理的测风传感器。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供基于声波共振原理的测风传感器，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：基于声波共振原理的测风传感器，包括换能器驱动模块、MCU、信号选择模块、信号放大模块以及信号鉴相模块，所述MCU与换能器驱动模块连接，所述换能器驱动模块与信号选择模块连接，且信号选择模块通过信号放大模块与信号鉴相模块进行信号处理，所述信号鉴相模块与MCU连接，所述换能器驱动模块发射平面和反射平面间设置为能引起声波共振的距离。

进一步地，所述换能器驱动模块包括四个收发一体的超声波换能器组成。

进一步地，第一个超声波换能器的第一引脚、第二引脚分别与MCU的第十一引脚、第十引脚连接，第二个超声波换能器的第一引脚、第二引脚分别与MCU的第四十四、四十三引脚连接，第三个超声波换能器的第一引脚、第二引脚分别与MCU的第二十二引脚、二十一引脚连接，第四个超声波换能器的第一引脚、第二引脚分别与MCU的第五十八引脚、五十七引脚连接。

进一步地，所述信号选择模块的十一、十二、十三、十四引脚分别与超声波换能器连接。

进一步地，信号选择模块的第九、十引脚与MCU的十七、十六引脚连接。

进一步地，所述信号放大模块的输出端连接信号鉴相模块的输入端。

进一步地，所述MCU的连接有通信接口模块。

进一步地，还包括电源模块，所述电源模块为换能器驱动模块、MCU、通信接口模块、信号选择模块、信号放大模块以及信号鉴相模块供电。

相比于现有技术，本实用新型的有益效果在于：

本方案采用共振的方式，利用超声本身的传播特性，将超声波换能器的发射平面和反射平面间设置为能引起声波共振的合适距离，因为共振的特性，振幅增大，提升了信号的可观测性，降低了对换能器灵敏度的性能要求，也降低了后续处理电路对小信号的处理要求。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。

图1为本实用新型的原理图；

图2为本实用新型电源模块的电路图；

图3为本实用新型换能器驱动模块的电路图；

图4为本实用新型MCU的电路图；

图5为本实用新型通信接口模块的电路图；

图6为本实用新型信号选择模块的电路图；

图7为本实用新型信号放大模块的电路图；