一种基于仿生形变叶片的风速风向传感器及其测量方法技术

本发明专利技术公开了一种基于仿生形变叶片的风速风向传感器，包括：底座，其为圆盘状结构，并且具有第一凹槽；叶片基座，其为圆盘状结构，并且匹配固定安装在所述第一凹槽内部，在所述叶片基座上沿圆周阵列分布设置多个第二凹槽；电控装置，其设置在所述底座和所述叶片基座之间形成的空腔内，并且与所述第一凹槽底部可拆卸的固定连接；仿生形变叶片，其包括：仿生形变叶片套、金属薄片和应变片；其中，所述仿生形变叶片套的一侧设置固定底座，用于在所述第二凹槽内匹配固定，所述应变片设置在所述金属薄片的正反面上，并且与所述电控装置电联，所述金属薄片能够从所述固定底座处插入到所述仿生形变叶片套中。本发明专利技术公开了一种基于仿生形变叶片的风速风向传感器的测量方法。

【技术实现步骤摘要】
一种基于仿生形变叶片的风速风向传感器及其测量方法
本专利技术涉及仿生传感器领域，具体涉及一种基于仿生形变叶片的风速风向传感器及其测量方法。
技术介绍
风速与风向对于重型车辆及飞行器的行驶安全有着非同一般的影响。目前最常见的风速与风向传感器为机械式的与非机械式的。机械式的低温工作效果不佳，磨损也会影响传感器测量效果。如专利CN102435767B，CN204989222U所提出的测量装置，皆为机械式的。非机械式的包括热式、超声波式、磁场式如(CN102109533B)等，但易受干扰，价格昂贵，安装要求高。测力式传感器如CN103018477A中所示，与本专利所涉及的新型仿生风速风向传感器原理接近，利用应变片测量风速风向。但是传感器垂向高度高，不利于布置在重型车辆与飞行器上，且测量风向的计算方法复杂。飞行器目前使用空速管来测量风速与风向，但是在高空中空速管极易结冰。结冰的空速管不能够提供准确的数据，极易造成飞机失速等误操作，导致飞机坠毁的事故。重型车辆，尤其是大型集装箱货运车辆，在进入或驶出隧道时，在山口等特殊地理位置时，极易遭遇瞬时侧向强风。大型集装箱货车遭受侧向强风极易发生侧翻事故，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于仿生形变叶片的风速风向传感器，其特征在于，包括：底座，其为圆盘状结构，并且具有第一凹槽；叶片基座，其为圆盘状结构，并且匹配固定安装在所述第一凹槽内部，在所述叶片基座上沿圆周阵列分布设置多个第二凹槽；电控装置，其设置在所述底座和所述叶片基座之间形成的空腔内，并且与所述第一凹槽底部可拆卸的固定连接；仿生形变叶片，其包括：仿生形变叶片套、金属薄片和应变片；其中，所述仿生形变叶片套的一侧设置固定底座，用于在所述第二凹槽内匹配固定，所述应变片设置在所述金属薄片的正反面上，并且与所述电控装置电联，所述金属薄片能够从所述固定底座处插入到所述仿生形变叶片套中。

【技术特征摘要】
1.一种基于仿生形变叶片的风速风向传感器，其特征在于，包括：底座，其为圆盘状结构，并且具有第一凹槽；叶片基座，其为圆盘状结构，并且匹配固定安装在所述第一凹槽内部，在所述叶片基座上沿圆周阵列分布设置多个第二凹槽；电控装置，其设置在所述底座和所述叶片基座之间形成的空腔内，并且与所述第一凹槽底部可拆卸的固定连接；仿生形变叶片，其包括：仿生形变叶片套、金属薄片和应变片；其中，所述仿生形变叶片套的一侧设置固定底座，用于在所述第二凹槽内匹配固定，所述应变片设置在所述金属薄片的正反面上，并且与所述电控装置电联，所述金属薄片能够从所述固定底座处插入到所述仿生形变叶片套中。2.如权利要求1所述的基于仿生形变叶片的风速风向传感器，其特征在于，所述仿生形变叶片套的叶面外轮廓包括第一曲线段和第二曲线段，并且所述第一曲线段和所述第二曲线段对称设置，所述第一曲线段的轮廓曲线方程为：式中，A为叶面水平方向的最大长度，B为叶面竖直方向的最大长度，a为叶面底端至应变片中心处距离。3.如权利要求2所述的基于仿生形变叶片的风速风向传感器，其特征在于，叶面水平方向的最大长度A、叶面竖直方向的最大长度B和叶面底端至应变片中心处距离a满足如下条件：0.6U≤A≤0.8U；I2＝αh4；式中，G为金属薄片的切变模量，E为金属薄片的弹性模量，I1为金属薄片的截面惯矩，I2为扭转截面系数，h为金属薄片厚度，b为金属薄片宽度，ωf为十二级风时的风压，N为所述仿生形变叶片套的前后排距离，U为所述仿生形变叶片套的左右两片叶面中心距离。4.如权利要求3所述的基于仿生形变叶片的风速风向传感器，其特征在于，所述底座外侧沿圆周均布侧耳，在所述侧耳上设置通孔，其用于将所述传感器固定。5.如权利要求3或4所述的基于仿生形变叶片的风速风向传感器，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：张不扬，赵伟强，徐婷，宗长富，陈国迎，秦国锋，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22