一种风机偏航控制的超声波传感器制造技术

本实用新型专利技术实施例公开了一种风机偏航控制的超声波传感器，包括底座，底座上设有可沿所述底座轴向旋转的固定筒，固定筒内设有控制板，固定筒的另一端设有换能器；控制板包括中央处理器，中央处理器连接超声波控制器，超声波控制器通过接收端和发射端分别连接所述换能器，通过非接触超声波式的测量方式，替代传统的机械式旋转感应式测量，解决旋转惯性带来的过摆效应，提高风向的测量精度，进而提高风力发电机的发电效能、减少偏航磨损、改善风力发电机的寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种风机偏航控制的超声波传感器
本技术实施例涉及风力发电装置
，具体涉及一种风机偏航控制的超声波传感器。
技术介绍
风力发电机是将风能转化为电能的发电设备，为了更好的吸收风能，风力发电机需要经常跟随风向的变化进行偏航转动。因此及时准确地测量风向的变化，对风力发电机的及时精准偏航有着重要的作用，也直接影响着风力发电机对风能的吸收和整体的发电效能，具有重要的经济意义。目前风力发电机上常见的风向测量设备为机械式风向仪，该传感器依靠风向的变化，带动风向尾翼的摆动，同时通过传感器内置的光电/电磁感应器件，测量出风向尾翼的位置，进而测量风向。但是由于该类型传感器的机械特性，风向尾翼摆动时，由于自身旋转惯性的影响，存在明显的过摆效应，因此对风向的测量精度产生了负面影响。风向测量精度的变差除了会影响风力发电机的发电效能外，还会造成偏航部件的过度磨损以及风力发电机的载荷增加，对风力发电机的整体运行寿命也将造成负面影响。
技术实现思路
为此，本技术实施例提供一种风机偏航控制的超声波传感器，以解决现有技术中由于测量设备的机械性能差而导致的测量的精度差造成偏航部件的过度磨损以及风力发电机的载荷的问题。为了实现上述目的，本技术的实施方式提供如下技术方案：在本技术的实施方式的第一方面中，提供了一种风机偏航控制的超声波传感器，包括底座，所述底座上设有可沿所述底座轴向旋转的固定筒，所述固定筒内设有控制板，所述固定筒的另一端设有换能器；所述控制板包括中央处理器，所述中央处理器连接超声波控制器，所述超声波控制器通过接收端和发射端分别连接所述换能器。进一步地，所述换能器与超声波控制器的接收端之间顺序设有接收转换开关、峰值包络、微分电路及过零检测。进一步地，所述接收转换开关与峰值包络之间顺序设置前置放大电路、带通滤波器、AGC。进一步地，所述超声波控制器的发射端与换能器之间顺序设有发射放大器与发射转换开关。进一步地，所述中央处理器包括CPLD、电源模块、风速风向计算单元以及接口。进一步地，所述超声波控制器包括控制单元、控制超声波发送、接收单元以及计数单元。进一步地，所述换能器为4个，设置在呈十字交叉的端点处。根据本技术的实施方式，本方案的传感器具有如下优点：其包括底座，底座上设有可沿所述底座轴向旋转的固定筒，固定筒内设有控制板，固定筒的另一端设有换能器；控制板包括中央处理器，中央处理器连接超声波控制器，超声波控制器通过接收端和发射端分别连接所述换能器，通过非接触超声波式的测量方式，替代传统的机械式旋转感应式测量，解决旋转惯性带来的过摆效应，提高风向的测量精度，进而提高风力发电机的发电效能、减少偏航磨损、改善风力发电机的寿命。附图说明为了更清楚地说明本技术的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本技术所揭示的
技术实现思路
得能涵盖的范围内。图1为本技术实施例提供的一种风机偏航控制的超声波传感器的结构图；图2为本技术实施例提供的一种风机偏航控制的超声波传感器中控制板的结构框图；图3为本技术实施例提供的一种风机偏航控制的超声波传感器的具体测算结构方向标记。图中：1、底座；2、固定筒；3、控制板；4、换能器。具体实施方式以下由特定的具体实施例说明本技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本技术的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，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，都属于本技术保护的范围。本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本技术可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更
技术实现思路
下，当亦视为本技术可实施的范畴。如图1、图2所示，其示出了本技术实施例提供的一种风机偏航控制的超声波传感器，包括底座1，底座1上设有可沿底座1轴向旋转的固定筒2，固定筒2内设有控制板3，固定筒2的另一端设有换能器4；控制板3包括中央处理器，中央处理器连接超声波控制器，超声波控制器通过接收端和发射端分别连接换能器4。其通过非接触超声波式的测量方式，替代传统的机械式旋转感应式测量，解决旋转惯性带来的过摆效应，提高风向的测量精度，进而提高风力发电机的发电效能、减少偏航磨损、改善风力发电机的寿命。具体的实施例中，换能器4与超声波控制器的接收端之间顺序设有接收转换开关、峰值包络、微分电路及过零检测，其通过直接接收超声波并计算直接连接到超声波控制器内计数。更具体的实施例中，接收转换开关与峰值包络之间顺序设置前置放大电路、带通滤波器、AGC，其进一步的对接收的超声波进行放大滤波，得到纯净的计算波形，能够提高计算的精确度。超声波控制器的发射端与换能器4之间顺序设有发射放大器与发射转换开关。其中，中央处理器包括CPLD、电源模块、风速风向计算单元以及接口，通过RS232接口进行直接调试，或者对控制系统直接编辑。超声波控制器包括控制单元、控制超声波发送、接收单元以及计数单元。具体的结构中，换能器4为4个，设置在呈十字交叉的端点处，通过十字坐标的形式，能够准确确定偏移方向。如图3所示，声音的传播速度由在静止空气中声音的传播速度和在风向上的气流速度共同构成。在声音的传播方向上，风速将影响声音的传播速度。例如，在风向传播方向上增加声速，在反风方向上减少声速。在固定的测量距离上，由于不同的风向和风速，将产生不同的传播时间。因为声速也受空气的温度的影响，所以声音传播时间要在两个测量路径(X，Y)进行双向测量，这样测量的结果就可以排除掉温度的影响。通过这两个互相垂直的测量路径，风速与风速的角度将以直角分量的形式得到。然后将这个直角分量通过风速计的DSP处理器转换为极坐标输出。虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本技术作了详尽的描述，但在本技术基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本技术精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本技术要求保护的范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种风机偏航控制的超声波传感器，其特征在于，包括底座，所述底座上设有可沿所述底座轴向旋转的固定筒，所述固定筒内设有控制板，所述固定筒的另一端设有换能器；/n所述控制板包括中央处理器，所述中央处理器连接超声波控制器，所述超声波控制器通过接收端和发射端分别连接所述换能器。/n

【技术特征摘要】
1.一种风机偏航控制的超声波传感器，其特征在于，包括底座，所述底座上设有可沿所述底座轴向旋转的固定筒，所述固定筒内设有控制板，所述固定筒的另一端设有换能器；
所述控制板包括中央处理器，所述中央处理器连接超声波控制器，所述超声波控制器通过接收端和发射端分别连接所述换能器。


2.如权利要求1所述的风机偏航控制的超声波传感器，其特征在于，所述换能器与超声波控制器的接收端之间顺序设有接收转换开关、峰值包络、微分电路及过零检测。


3.如权利要求2所述的风机偏航控制的超声波传感器，其特征在于，所述接收转换开关与峰值包络之间顺序设置前置放大电路、带通滤波器、AGC。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵宏亮，于慧，
申请(专利权)人：北京东荣盛世科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11