The invention relates to a three-dimensional ultrasonic anemometer and method of non orthogonal array based on wind anemometer, including ultrasonic transducer, data transmission line and the main body of the ultrasonic transducer were divided into three groups, each consisting of a transmitter and a receiving ultrasonic transducer ultrasonic wave transducer, an ultrasonic transducer is arranged with ultrasonic transducer in a vertex, the other three of the vertices and three sets of ultrasonic transducer ultrasonic transducer in the form of geometry three pyramid, and the three in three faces each other with the 22 point coplanar vertical, the ultrasonic transducer is connected with the main body through the data transmission line. The beneficial effect of using three ultrasonic transducer non orthogonal processing to reduce the shadow effect on wind accuracy, combined with the mathematical thought of isolated three-dimensional wind formation, simple structure, convenient data processing.
【技术实现步骤摘要】
基于非正交测风阵型的三维超声波测风仪及测风方法
本专利技术涉及高精度测风领域,尤其涉及一种基于非正交测风阵型的三维超声波测风仪及方法。
技术介绍
随着现代社会飞速发展,风在能源、气象等领域担负着越来越重要的角色,准确地对风速风向进行测量对人类的生产生活都有着极大的作用。现代测风领域使用较为广泛的是超声波测风仪,该测风仪安装简单、维护方便并且设备成本较低。但是由于测风过程中阴影效应的影响,测量精度大打折扣,因此亟需设计一个合适的测风阵型。超声波测风仪中使用较为广泛的三维测风阵型是基于空间直角坐标系构建的,即采用6个换能器工作,每对换能器采用正交方式排列,在空间上形成一个空间直角坐标系。此阵型虽然可以测得风速度以及风向角,但是没有考虑到阴影效应的影响,即当风向垂直于两组换能器时,这两组换能器就无法测出风速值,只能依靠平行于风向的第三组换能器。此时,由于一端换能器的阻挡,风无法以正常速度穿过这组换能器,从而产生阴影效应影响了数据精确度。
技术实现思路
本专利技术目的在于克服现有工程项目在执行过程中遇到问题时,利用超声波测风仪三组换能器非正交化处理实现对三维风速和风向测量,并且根据阴影效应的影响程度进行数据补偿,提供了一种测量精度较高、方便计算、结构简单紧凑、小型化的基于非正交测风阵型的三维超声波测风仪,具体由以下技术方案实现:所述基于非正交测风阵型的三维超声波测风仪,包括超声波换能器、数据传输线以及主壳体,所述超声波换能器分为三组,每组由一个发射超声波换能器与一个接收超声波换能器组成,每组超声波换能器中的一个超声波换能器设于一顶点处,该顶点与三组超声波换能器中的另外 ...
【技术保护点】
一种基于非正交测风阵型的三维超声波测风仪,其特征在于包括超声波换能器、数据传输线以及主壳体,所述超声波换能器分为三组,每组由一个发射超声波换能器与一个接收超声波换能器组成,每组超声波换能器中的一个超声波换能器设于一顶点处,该顶点与三组超声波换能器中的另外三个超声波换能器构成三棱锥的几何体形状,且该三棱锥与该点共面的三个面不相互两两垂直,所述超声波换能器通过数据传输线与主壳体连接。
【技术特征摘要】
1.一种基于非正交测风阵型的三维超声波测风仪,其特征在于包括超声波换能器、数据传输线以及主壳体,所述超声波换能器分为三组,每组由一个发射超声波换能器与一个接收超声波换能器组成,每组超声波换能器中的一个超声波换能器设于一顶点处,该顶点与三组超声波换能器中的另外三个超声波换能器构成三棱锥的几何体形状,且该三棱锥与该点共面的三个面不相互两两垂直,所述超声波换能器通过数据传输线与主壳体连接。2.根据权利要求1所述的基于非正交测风阵型的三维超声波测风仪,其特征在于所述数据传输线为三根,分别为第一数据传输线、第二数据传输线以及第三数据传输线,位于所述顶点的三个超声波换能器设于第一数据传输线,所述第二数据传输线连接有一个超声波换能器,所述第三数据传输线连接有两个超声波换能器。3.根据权利要求2所述的基于非正交测风阵型的三维超声波测风仪,其特征在于所述第一数据传输线、第二数据传输线以及第三数据传输线通过一数据主线与主壳体连接。4.根据权利要求1所述的基于非正交测风阵型的三维超声波测风仪,其特征在于设定所述顶点为A点,剩下三个超声波换能器分别放置于B、C、D点,超声波换能器A、B连接形成的线段垂直于超声波换能器B、C、D所在平面,超声波换能器A、C连接形成的线段和超声波换能器A、D连接形成的线段分别与与超声波换能器B、C、D所在三角形平面形成45°的夹角,且三角形平...
【专利技术属性】
技术研发人员:行鸿彦,吴红军,潘兵,
申请(专利权)人:南京信息工程大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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