一种可分级报警的风向风速仪制造技术

本实用新型专利技术公开了一种可分级报警的风向风速仪，属于传感器技术领域，包括传感器单元和显控单元，解决了现有的风向风速仪不能通过电路结构直接检测换能器组的工作状态的技术问题，本实用新型专利技术在现有传感器单元中增加部分功能，使得可以监测传感器核心部件的工作状态，出现异常情况将错误信息发送到显控单元中，提醒用户注意维护保养或维修。

A wind direction anemometer with hierarchical alarm

The utility model discloses a wind direction anemometer with hierarchical alarm, belonging to the technical field of sensors, including sensor unit and display control unit, which solves the technical problem that the existing wind direction anemometer can not directly detect the working state of the transducer group through the circuit structure. The utility model adds some functions in the existing sensor unit, so that the core part of the sensor can be monitored In case of any abnormality, the error message will be sent to the display and control unit to remind the user to pay attention to the maintenance or repair.

【技术实现步骤摘要】
一种可分级报警的风向风速仪
本技术属于电子
，尤其涉及一种可分级报警的风向风速仪。
技术介绍
船用风速风向仪是一个测量风速和风向的系统，测量数据对于船舶航行安全有着重要的参考价值。系统一般由安装在舱外开阔位置的传感器单元和置于室内的显控单元组成。显控单元负责整个系统的操作和显示，并负责与外部仪器设备交换数据使得系统可以发挥更大的作用；传感器单元负责监视空气的流动并将其转换成电信号，主要是风速和风向。有些情况下还可以监视空气压力，温度和湿度等。传感器可以采用机械的风杯和风向标方式，也可以采用超声波检测方式，包括其他诸如压力传感器等方式。因传感器安装在室外，长期受风力、潮湿、盐雾以及日照的影响，容易损坏。损坏的结果可能导致系统无法工作或者收到错误数据，使得用户错误判断外界环境从而增加安全隐患。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种可分级报警的风向风速仪，解决了现有的风向风速仪不能通过电路结构直接检测换能器组的工作状态的技术问题。为实现上述目的，本技术采用如下技术方案：一种可分级报警的风向风速仪，包括传感器单元和显控单元；传感器单元包括信号监测单元、信号控制单元、换能器组、阈值设定单元、异常判定单元、电源控制单元、报警输出接口和传感器通信接口，信号检测单元与信号控制单元电连接，信号控制单元与换能器组电连接，信号监测单元和阈值设定单元均与异常判定单元电连接，异常判定单元和电源控制单元均连接报警输出接口，电源控制单元为信号控制单元、异常判定单元、信号监测单元、阈值设定单元和换能器组供电，电源控制单元和信号控制单元均与传感器通信接口连接；显控单元包括报警输入接口、显控通信接口、主处理器和显示单元内其他模块，所述显示单元内其他模块包括显示屏，所述显示屏、报警输入接口和显控通信接口均与主处理器电连接；所述报警输入接口连接报警输出接口，所述传感器通信接口连接显控通信接口。优选的，所述显控单元的型号为AMC728。优选的，所述监测单元包括接收换能器、换能器信号接收电路、信号整形处理电路；所述阈值设定单元包括存储器、指定状态数据列表；所述异常判定单元包括延时比较器、频率比较器、计数器；所述电源控制单元包括工作供电、内部加热装置供电；所述信号控制单元包括发射脉冲和接收信号两部分；所述换能器组包括置于一个水平面内互为正交的两组共四个换能器。本技术所述的一种可分级报警的风向风速仪，解决了现有的风向风速仪不能通过电路结构直接检测换能器组的工作状态的技术问题，本技术在现有传感器单元中增加部分功能，使得可以监测传感器核心部件的工作状态，出现异常情况将错误信息发送到显控单元中，提醒用户注意维护保养或维修。附图说明图1为本技术的原理图方框图；图2是本技术的换能器组的控制时序图；图3是本技术的换能器组的示意图；图4是本技术的接收换能器的控制电路；图5是本技术的换能器信号接收电路和信号整形处理电路的电路图；图6是本技术的单片机的电路图。具体实施方式由图1-图3所示的一种可分级报警的风向风速仪，包括传感器单元和显控单元；传感器单元包括信号监测单元、信号控制单元、换能器组、阈值设定单元、异常判定单元、电源控制单元、报警输出接口和传感器通信接口，信号检测单元与信号控制单元电连接，信号控制单元与换能器组电连接，信号监测单元和阈值设定单元均与异常判定单元电连接，异常判定单元和电源控制单元均连接报警输出接口，电源控制单元为信号控制单元、异常判定单元、信号监测单元、阈值设定单元和换能器组供电，电源控制单元和信号控制单元均与传感器通信接口连接；显控单元包括报警输入接口、显控通信接口、主处理器和显示单元内其他模块，所述显示单元内其他模块包括显示屏，所述显示屏、报警输入接口和显控通信接口均与主处理器电连接；所述报警输入接口连接报警输出接口，所述传感器通信接口连接显控通信接口。优选的，所述显控单元的型号为AMC728。优选的，所述监测单元包括接收换能器、换能器信号接收电路、信号整形处理电路；所述阈值设定单元包括存储器、指定状态数据列表；所述异常判定单元包括延时比较器、频率比较器、计数器；所述电源控制单元包括工作供电、内部加热装置供电；所述信号控制单元包括发射脉冲和接收信号两部分；所述换能器组包括置于一个水平面内互为正交的两组共四个换能器。如图4所示为接收换能器的控制电路，包括整形电路、功率电路和发射变压器，整形电路由两个与门电路U5和U6构成，与门电路U5和U6均为74HCT08，功率电路由4个功率管E1～E4构成，功率管E1～E4均为IRF7380，发射变压器包括两个变压器T12和T34，变压器T12和T34的型号均为MS1261，图4中，T1～T4连接换能器，CP200A和CP200B为来自单片机的发射控制信号，经过U5整形后，通过E1～E4四个功率管放大后送发射变压器T12和T34，从而驱动换能器T1～T4发射超声波。如图5所示为换能器信号接收电路和信号整形处理电路的电路图，换能器接收信号SG1～SG4，经过U1后输出到U1的第12脚后边的电路进行整形处理，用于整形处理的电路由3个运放U2A、U2B和U2D构成，U1的型号为ADG734。所述阈值设定单元、异常判定单元为一个单片机，如图6所示为单片机的电路图，其型号C8051F021。其中J5可以外接温度传感器，传感器测量值TEMPIN送CPU处理器C8051F021，通过CPU判断后通过第50脚输出TM25O信号，打开加热器电源。所述换能器分布如图3中所示，由T1～T4四个相互正交，集发射与接收于一体的换能器组成，换能器靶面位于一个中心距离约为200mm的圆内，由控制控制单元依次向T1～T4发送发射信号，向外发送超声波，超声波在空气中的速度为340米/秒，则T1发送的超声波被T3接收到的时间间隔约为588uS，考虑到换能器发射后的产生的余震因素，驱动T1～T4发射超声波的间隔选择为5mS，这样每一秒可以循环检测50次。所述换能器的时序图如图2所示。信号控制单元根据时序的设计，打开接收电路，接收对侧换能器发送的信号，并进行滤波、整形后送信号检测单元。信号检测单元首先判断接收的信号是否为有效的超声波频率，以200KHz中心频率为基准，频偏超过10％视为无效信号。按照时序的要求，对收到有效信号进行计数，在一秒钟内的50个循环周期内，连接收到10个以上的有效信号，判为正常。出现1-5个信号丢失视为性能衰减，有效信号小于5个视为故障。本技术所述的一种可分级报警的风向风速仪，解决了现有的风向风速仪不能通过电路结构直接检测换能器组的工作状态的技术问题，本技术在现有传感器单元中增加部分功能，使得可以监测传感器核心部件的工作状态，出现异常情况将错误信息发送到显控单元中，提醒用户注意维护保养或维修。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可分级报警的风向风速仪，其特征在于：包括传感器单元和显控单元；传感器单元包括信号监测单元、信号控制单元、换能器组、阈值设定单元、异常判定单元、电源控制单元、报警输出接口和传感器通信接口，信号监测单元与信号控制单元电连接，信号控制单元与换能器组电连接，信号监测单元和阈值设定单元均与异常判定单元电连接，异常判定单元和电源控制单元均连接报警输出接口，电源控制单元为信号控制单元、异常判定单元、信号监测单元、阈值设定单元和换能器组供电，电源控制单元和信号控制单元均与传感器通信接口连接；显控单元包括报警输入接口、显控通信接口、主处理器和显示单元内其他模块，所述显示单元内其他模块包括显示屏，所述显示屏、报警输入接口和显控通信接口均与主处理器电连接；所述报警输入接口连接报警输出接口，所述传感器通信接口连接显控通信接口。

【技术特征摘要】
1.一种可分级报警的风向风速仪，其特征在于：包括传感器单元和显控单元；传感器单元包括信号监测单元、信号控制单元、换能器组、阈值设定单元、异常判定单元、电源控制单元、报警输出接口和传感器通信接口，信号监测单元与信号控制单元电连接，信号控制单元与换能器组电连接，信号监测单元和阈值设定单元均与异常判定单元电连接，异常判定单元和电源控制单元均连接报警输出接口，电源控制单元为信号控制单元、异常判定单元、信号监测单元、阈值设定单元和换能器组供电，电源控制单元和信号控制单元均与传感器通信接口连接；显控单元包括报警输入接口、显控通信接口、主处理器和显示单元内其他模块，所述显示单元内其他模块包括显示屏，所述显...

【专利技术属性】
技术研发人员：林毓平，朱瑞华，
申请(专利权)人：南京俊禄科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32