Фотоэлектрический дистанционный измеритель ветра

ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ДИСТАНЦИОНИЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ВЕТРА
Полезная модель относится к контрольно-измерительной технике и может быть иснользовано в метеорологии для измерения скорости и направления ветра.
Известно устройство, содержащее ветроприемник в виде нереверсивного датчика скорости потока и флюгарки, пересчетную схему в виде модулятора со светлыми и темными полосами, кинематически связанного с ветроприемником, фотопреобразователь скорости вращения в виде оптически связанных с модулятором источника света и фотоприемника, подключенного к регистратору импульсов, светонепроницаемую пластину, расположенную между модулятором и фотоприемником, формирователь формирователь направленного пучка света в виде отражателя со щелевым отверстием и привод, кинематически связанный с формирователем направленного пучка света (Авторское свидетельство СССР №847206, кл, G 01 Р 5/06, 15.07.1981).
Недостатками известного устройства являются сравнительно низкая точность измерения направления ветра, обусловленная наличием кинематических связей в узле направления и существованием передаточного числа (1 :4) используемых шестерен, а также сложность конструкции, обусловленная наличием второй светонепроницаемой пластины, двух шестерен, кинематически связанных с флюгаркой.
Наиболее близким к предлагаемому устройству является фотоэлектрический измеритель ветра, состоящий из корпуса, внутри которого расположено не более двух чувствительных элементов, выполненных в виде лопастной вертушки и флюгарки, жестко установленных на осях, светонепроницаемую пластину, фотопреобразователь скорости вращения и угла
МПКО01Р5/06
поворота в виде источника света и фотоприемника, подключенного к регистратору импульсов (СССР №1107056, кл. G 01 р 5/06, 07.08.1984).
Недостатками данного устройства являются сложность конструкции и наличие механических связей, которые уменьшают его надежность. Механизм преобразования скорости вращения вертушки и угла поворота флюгарки выполнен так, что луч света на пути от источника к фотоприемнику, три раза преломляется, что ведет к его рассеиванию и снижает точность измерений.
Задачей предлагаемого технического решения является увеличение точности измерений ветра, упрош;ение и удешевление конструкции прибора, а так же утилизация вышедших из строя компьютерных манипуляторов типа мышь.
Технический результат заключается в упрош;ении и повышении надежности конструкции при высокой точности прибора.
Технический результат достигается тем, что фотоэлектрический измеритель ветра, состоящий из корпуса, внутри которого расположено не более двух чувствительных элементов, выполненных в виде лопастной вертушки и флюгарки, жестко установленных на осях, светонепроницаемую пластину, фотопреобразователь скорости вращения и угла поворота в виде источника света и фотоприемника, подключенного к регистратору импульсов, согласно изобретению, дополнительно снабжен второй светонепроницаемой пластиной, причем обе пластины выполнены в виде дисков с щелевидными прорезями, вторым источником света и фотоприемником, а так же микросхемой для преобразования данных фотоприемников о вращении осей, причем вертушка и флюгарка установлены на двух перпендикулярно расположенных друг к другу осях, каждая из которых соединена со светонепроницаемыми пластинами, оптически связанными соответственно с источниками света и фотоприемниками, соединенными с микросхемой.
предлагаемое устройство позволит повысить точность измерений и упростить конструкцию прибора, а так же утилизировать вышедшие из строя, компьютерные манипуляторы типа мышь.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показано поперечное сечение прибора в положении для измерения скорости ветра, а на фиг. 2 перечное сечение прибора в положении для измерения направления ветра.
Измеритель ветра содержит корпус 1, источники света 2 и светоприемники 3, на оси 4 жестко закрепленные флюгарку 5 и светонепроницаемая пластина, выполненная в виде диска 6 с щелевидными прорезями, вертушку 7 жестко закрепленную на оси 8, к которой прикреплен светонепроницаемый диск 6, аналогичный диску, соединенному с осью 4, микросхему 9, с которой соединены источники света 2 и фотоприемники 3, а так же соединительный кабель 10 для связи с регистратором импульсов (на фиг. 1, 2 не показан). В качестве регистратора импульсов используют персональный компьютер.
Измеритель ветра работает следуюш;им образом.
Для измерения скорости ветра измеритель расположен так, как показано на фиг. 1, а для измерения направления ветра, прибор расположен согласно фиг. 2. Механизмы измерения скорости и направления не связаны друг с другом, поэтому могут использоваться, как вместе, так и по отдельности. Причем диски 6 и оси 4, 8 флюгарки 5 и вертушки 7 одинаковы, поэтому чувствительные элнменты можно менять местами без нарушения работы прибора.
Воздействие ветра на флюгарку 5 или вертушку 7 приводит к вращению их осей 4 и 8 соответственно, с которыми жестко соединены светонепроницаемые диски 6 с щелевидными прорезями.
вращении диска 6 луч света проходит через щели или прерывается поверхностью диска.
Сигналы об изменении состояния лучей поступают на микросхему 9, где преобразуются и передаются по соединительному кабелю 10 в персональный компьютер (на фиг. 1, 2 не показан), который использует полученные данные для перемещения указателя манипулятора по экрану.
Персональный компьютер отслеживает движение указателя манипулятора по экрану и преобразует скорость его движения по одной из координат в скорость ветра, а пройденное расстояние по другой координате в его направление.
Использование предлагаемого устройства по сравнению с прототипом позволит значительно повысить точность и надежность измерений, удешевить изготовление предлагаемого прибора, за счет использования корпуса, светонепроницаемых дисков с щелевыми прорезями, микросхемы с источниками света и фотоприемниками, соединительного кабеля от компьютерных манипуляторов типа мышь.