一种风速传感器及风速检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种风速传感器及风速检测装置，所述风速传感器包括：固定座；悬臂梁，其一端设置在所述固定座上，所述悬臂梁在外力作用下发生弯曲变形；石墨，其设置在所述悬臂梁的一侧，所述石墨的电阻随所述悬臂梁弯曲变形而变化；质量块，其设置在所述悬臂梁的另一端，所述质量块用于增加所述悬臂梁质量以降低谐振频率。本实用新型专利技术提供的一种风速传感器，其结构简单、制作工艺极其简单、性能可靠、价格低廉，可自驱动，可有效的监测风速大小与方向，可有效判断环境风速，解决现有技术中常见的风速传感器缺点是制作成本高、系统复杂；采用石墨作为传感材料，其主要优点是价格便宜，容易制备及批量生产，而且可以通过铅笔任意绘制石墨图案，方便简单。

A wind speed sensor and wind speed detection device

【技术实现步骤摘要】
一种风速传感器及风速检测装置
本技术涉及传感器领域，具体涉及一种风速传感器及风速检测装置，可应用于环保以及工业自动化
中。
技术介绍
风速传感器是把风速的物理信号转换为电信号输出，从而实现风速的测量。目前，传统的风速传感器根据工作原理大致可以分为三种：压电式、电容式、压阻式。其中，压电式风速传感器的材料价格比较高昂，而且制备复杂；电容式风速传感器的输出信号很小，不易于信号的输出及转换；压阻式风速传感器的机理虽然比较简单，但目前主要是基于硅压阻的传感器，其制作工艺以及所需设备比较复杂，成本较高。
技术实现思路
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种风速传感器，其结构简单、制作工艺极其简单、性能可靠、价格低廉，可自驱动，可有效的监测风速大小与方向，可有效判断环境风速，解决现有技术中常见的风速传感器缺点是制作成本高、系统复杂；采用石墨作为传感材料，其主要优点是价格便宜，容易制备及批量生产，而且可以通过铅笔任意绘制石墨图案，方便简单。本技术还提供了一种风速检测装置，其具有上述的风速传感器。为了解决上述技术问题，本技术提供一种基于石墨电阻的风速传感器，采用了如下所述的技术方案：一种风速传感器，其包括：固定座；悬臂梁，其一端设置在所述固定座上，所述悬臂梁在外力作用下发生弯曲变形；石墨，其设置在所述悬臂梁的一侧，所述石墨的电阻随所述悬臂梁弯曲变形而变化。作为本技术提供的风速传感器的一种改进，所述悬臂梁的长度范围为5mm-50mm，其宽度范围为5mm-50mm。作为本技术提供的风速传感器的一种改进，所述悬臂梁材质为纸张或柔性塑料。作为本技术提供的风速传感器的一种改进，所述纸张为打印用纸张。作为本技术提供的风速传感器的一种改进，所述风速传感器还包括质量块，其设置在所述悬臂梁的另一端，所述质量块用于增加所述悬臂梁质量以降低谐振频率。作为本技术提供的风速传感器的一种改进，所述质量块的质量为0.1mg-10mg。所述质量块材质为高密度的金属。作为本技术提供的风速传感器的一种改进，所述风速传感器还包括处理电路，其通过导线与所述石墨电性连接，所述处理电路用于测试当前石墨的阻值以及根据所述石墨的阻值计算出外力大小。作为本技术提供的风速传感器的一种改进，所述导线材质为铝、金、铜及银中的任一种。作为本技术提供的风速传感器的一种改进，所述石墨是通过铅笔绘制在所述悬臂梁上的。作为本技术提供的风速传感器的一种改进，所述石墨图案形状为U型、V型、M型中的任一种。一种风速检测装置，其具有任意一上述的风速传感器。与现有技术相比，本技术有以下有益效果：1、本技术提供的一种风速传感器，其结构简单、制作工艺极其简单、输出性能稳定可靠、价格低廉，可自驱动，可有效的监测风速大小与方向，可有效判断环境风速，解决现有技术中常见的风速传感器缺点是制作成本高、系统复杂。2、该风速传感器具有加工工艺简单、成本低、高柔性、轻便等优点，当风速施压在具有石墨的悬臂梁上面，其悬臂梁会发生响应的弯曲，导致石墨电阻发生变化，从而实现环境风速的测量。采用石墨作为传感材料，其主要优点是价格便宜，容易制备及批量生产，而且可以通过铅笔任意绘制石墨图案，方便简单，石墨是从铅笔(如2B、4B等)中来的，可以直接画成电阻图案，而使用其它压阻材料需要更为复杂的新工艺及新设备来制备器件，比如采用其它液体，粉末的压阻材料，就导致需要新型设备制备器件，例如喷墨沉积仪，面喷仪器，这样传感器的价格相当高，不利于风速传感器的推广应用。3、本技术的悬臂梁材质可以是纸张，如常规的打印纸，采用纸作为基底的原因在于环保，可被大自然降解。采用的质量块提供悬臂梁形变的负载力。4、本技术基于纸质的石墨风速传感器，当风速导致纸张悬臂梁发生弯曲，纸张的石墨图形会发生延伸或收缩，从而导致石墨的电阻发生变化，从而可实现风速的测量。可以通过铅笔任意绘制石墨图案，方便简单，容易设计，便于整合到如风洞的风速测试，或者深井，挖矿，地洞，或者野外风速等的风速监测系统，还有空气循环系统以及农业大棚通风系统等需要检测风速风向的系统，价格还会更加便宜。附图说明为了更清楚地说明本申请或现有技术中的方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一个简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术风速传感器的结构示意图；图2为本技术风速传感器的另一结构示意图；图3(a)-(c)为本技术风速传感器中悬臂梁受不同方向的风力所发生的形变示意图，其中，图3(a)为负向风施压在所述悬臂梁上的示意图，图3(b)为无风状态下所述悬臂梁的示意图，图3(c)为正向风施压在所述悬臂梁上的示意图；图4(a)-(c)为本技术风速传感器中石墨随着所述悬梁臂响应不同方向的风力发生形变时石墨颗粒的变化示意图，其中，图4(a)为负向风施压在所述悬臂梁时石墨颗粒被压缩的示意图，图4(b)为无风状态下所述悬臂梁上的石墨颗粒未变形的示意图，图4(c)为正向风施压在所述悬臂梁时石墨颗粒被拉伸的示意图；图5为本技术风速传感器的石墨电阻与风速的关系曲线图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种风速传感器，其特征在于，其包括：/n固定座；/n悬臂梁，其一端设置在所述固定座上，所述悬臂梁在外力作用下发生弯曲变形；/n石墨，其设置在所述悬臂梁的一侧，所述石墨的电阻随所述悬臂梁弯曲变形而变化。/n

【技术特征摘要】
1.一种风速传感器，其特征在于，其包括：
固定座；
悬臂梁，其一端设置在所述固定座上，所述悬臂梁在外力作用下发生弯曲变形；
石墨，其设置在所述悬臂梁的一侧，所述石墨的电阻随所述悬臂梁弯曲变形而变化。


2.根据权利要求1所述的风速传感器，其特征在于，所述悬臂梁的长度范围为5mm-50mm，其宽度范围为5mm-50mm。


3.根据权利要求1所述的风速传感器，其特征在于，所述悬臂梁材质为纸张或柔性塑料。


4.根据权利要求1所述的风速传感器，其特征在于，所述风速传感器还包括质量块，其设置在所述悬臂梁的另一端，所述质量块用于增加所述悬臂梁质量以降低谐振频率。


5.根据权利要求4所述的风速传感器，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱建雄，
申请(专利权)人：深圳市柔纬联科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44