專利名稱:體育專用定向風(fēng)速儀的制作方法
本實(shí)用新型“體育專用定向風(fēng)速儀”屬于風(fēng)速測量儀器。常用的氣象風(fēng)向、風(fēng)速儀主要有帶尾翼風(fēng)標(biāo)的“旋杯式”和“螺旋槳葉式”兩種；其功能在于測定風(fēng)向和正向風(fēng)速，而不是專門用來測定某一特定方向的水平風(fēng)速的。雖然某一特定方向的水平風(fēng)速X，可由公式X＝ZCOSα計算(Z為正向風(fēng)速，α為特定方向與風(fēng)向之夾角)，但使用不很方便。
由于體育運(yùn)動記錄的確認(rèn)需要有風(fēng)速記錄，而運(yùn)動場地的方向與風(fēng)向之間沒有確定的關(guān)系，所以“體育專用定向風(fēng)速儀”是必不可少的。日本和美國已有這類產(chǎn)品，它主要由風(fēng)速傳感器、外套筒、信號轉(zhuǎn)換器、信號微型電路和顯示器等構(gòu)成。但是，它們都有某些不足，例如外套筒太長，不便于攜帶和使用；儀器標(biāo)定需要較高的技術(shù)和復(fù)雜的操作；沒有裝置水平儀和瞄準(zhǔn)器，定向誤差大。
本實(shí)用新型的目的是克服上述不足，在保證測量要求的前提下，使儀器輕型化、小型化。
本實(shí)用新型的特征在于(一)它的風(fēng)速傳感器是由一組偶數(shù)個完全對稱的、半徑比外套筒的內(nèi)半徑小5～12毫米的、呈一定掠角的螺旋槳葉構(gòu)成的。(二)與信號轉(zhuǎn)換器的安裝位置相對應(yīng)、在相間的螺旋槳葉的頂端或者在靠近軸心的槳葉支承架上裝有傳遞信號用的小片或者打上通光的孔，小片的材質(zhì)、大小和形狀因傳感器的性質(zhì)和排列而異(如，電磁信號轉(zhuǎn)換器應(yīng)選用磁性材料的小片)；(三)本新型采用兩個以一定間距沿圓弧排列的信號轉(zhuǎn)換器，“風(fēng)向識別裝置”即可由兩個轉(zhuǎn)換器感受信號的先、后(槳葉轉(zhuǎn)動的正、逆)判別風(fēng)向，并由顯示器顯示，其中一個信號轉(zhuǎn)換器的輸出和風(fēng)速處理電路的輸入相接；(四)外套筒是由前、中、后三節(jié)可作密合滑動的、可調(diào)節(jié)總長度的圓筒構(gòu)成，前、后兩節(jié)圓筒是完全相同的，其進(jìn)、出口處的內(nèi)徑比它與中間筒相接處的內(nèi)徑小，其縱截面呈尖劈狀，兩處的直徑差以6～12毫米為最佳，標(biāo)定儀器的微調(diào)可通過調(diào)節(jié)前、后兩圓筒的位置來完成，避免了麻煩的漿葉調(diào)整；(五)泡式水準(zhǔn)儀固定在中間圓筒的脊部，瞄準(zhǔn)器的兩個部件(準(zhǔn)星和瞄準(zhǔn)缺口)分別安裝在前、后兩圓筒的端部。
圖1 是本“體育專用定向風(fēng)速儀”的原理圖圖2 是傳遞信號的小片或通光孔眼的幾種形式(A)適用于光電信號轉(zhuǎn)換器的小片(B)適用于光電信號轉(zhuǎn)換器的小孔(C)適用于電磁信號轉(zhuǎn)換器的小片圖3 是傳感器外套筒的示意圖，其中1、是外套筒前節(jié)；
2、是外套筒中節(jié)； 14、水準(zhǔn)器3、是外套筒后節(jié)； 15、瞄準(zhǔn)器凹口4、是調(diào)節(jié)緊固螺絲。 16、瞄準(zhǔn)器準(zhǔn)星圖4 為風(fēng)速儀傳感器的整體結(jié)構(gòu)示意圖，其中1、是外套筒前節(jié)；2、是外套筒中節(jié)；3、是外套筒后節(jié)；4、是調(diào)節(jié)緊固螺絲；5、是風(fēng)速傳感器；6、是風(fēng)速傳感器的螺旋槳葉；7、是傳遞信號的小片或小孔；8、是信號轉(zhuǎn)換裝置；(由9、10、11、12構(gòu)成的總體)9、10是信號轉(zhuǎn)換裝置的信號發(fā)射器；11、12是信號轉(zhuǎn)換裝置的信號接受器；13、是比較和計數(shù)電路。
實(shí)施例本儀器研制小組曾按說明書所述設(shè)計方案試制了幾臺體育專用定向風(fēng)速儀，分別對外套筒的最小總長度、兩端圓筒內(nèi)徑與中節(jié)圓筒內(nèi)徑的合理差值、信號轉(zhuǎn)換器類型的選擇和其裝配位置等作過多次檢測和比較，最后認(rèn)定如同說明書所述的設(shè)計方案是可行的，按此制出的產(chǎn)品的技術(shù)性能完全符合體育運(yùn)動會對風(fēng)速測定的要求。
試制的風(fēng)速儀具有如下的技術(shù)參數(shù)1、測量時間5秒、7秒、10秒、13秒2、測量范圍0.5～9米／秒3、起動風(fēng)速不大于0.4米／秒4、測量精度不大于±(0.4＋0.02×風(fēng)速)5、風(fēng)速顯示二位數(shù)字(小數(shù)點(diǎn)后一位)6、分辨率0.1米／秒7、風(fēng) 向發(fā)光管指示8、電 源電池供電(可連續(xù)工作八小時)風(fēng)洞檢測證明用本方案制出的體育專用定向風(fēng)速儀，可以在與風(fēng)向呈不同夾角的方向上測出風(fēng)速，其測量誤差均在允許的范圍內(nèi)；用調(diào)節(jié)外套圓筒的總長度標(biāo)定儀器的微調(diào)是方便有效的。在實(shí)際使用時，本風(fēng)速儀確實(shí)具有方便、正確、性能穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種主要由傳感器、外套筒、信號轉(zhuǎn)換器、信號處理電路和顯示器等構(gòu)成的“體育專用定向風(fēng)速儀”，本實(shí)用新型的特征是它的傳感器是由一組偶數(shù)個對稱的、半徑比其外套筒的內(nèi)半徑小5～12毫米的、呈一定掠角的螺旋槳葉構(gòu)成的，與信號轉(zhuǎn)換器的位置相對應(yīng)、在相間的槳葉頂端或靠近軸心的槳葉支承架上裝有傳遞信號用的小片或通光小孔，外套筒是由三節(jié)可作密合滑動的、可調(diào)節(jié)總長度的圓筒構(gòu)成的，信號轉(zhuǎn)換器組是由兩個信號轉(zhuǎn)換器構(gòu)成的，在外套筒上脊裝有保證測量精度的泡式水準(zhǔn)儀和瞄準(zhǔn)器。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的風(fēng)速儀，其特征在于所述的外套筒，在標(biāo)定儀器時用作微調(diào)的、可沿筒的長向作密合滑動的前、后兩節(jié)圓筒的端部的內(nèi)徑比它與中間圓筒相接端的內(nèi)徑小，兩端內(nèi)徑為差以6～12毫米為最佳，前、后兩圓筒的縱截面最好為尖劈狀(三角形)。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的風(fēng)速儀，其特征在于信號轉(zhuǎn)換器組的兩個信號轉(zhuǎn)換器是以某一間距沿圓弧線排列的，兩個在感受信號上有先后之差的信號轉(zhuǎn)換器的輸出與風(fēng)向差別裝置的輸入相接，其中一個信號轉(zhuǎn)換器的輸出與風(fēng)速信號微型電路的輸入相接。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1、3所述的風(fēng)速儀，其特征在于信號轉(zhuǎn)換器組可以是光電式的電磁式的，傳遞信號用的小片的材質(zhì)、形狀和大小取決于信號轉(zhuǎn)換器組的性質(zhì)和排布，對于電磁信號、轉(zhuǎn)換器(如霍爾元件)組，小片必須用磁性材料制作。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的風(fēng)速儀，其特征在于泡式水準(zhǔn)儀是固定在中間外套筒的脊部上的，瞄準(zhǔn)器的凹口和準(zhǔn)星是分別裝在前、后兩外套管的端部的。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的風(fēng)速儀，其特征在于傳感器的螺旋槳葉數(shù)以6或8葉為最佳。
專利摘要
體育專用定向風(fēng)速儀，本實(shí)用新型屬于風(fēng)速測量儀器。其特征是傳感器的槳葉半徑比外套筒內(nèi)半徑小5～12毫米，降低了側(cè)風(fēng)影響；其外套筒是由三節(jié)可調(diào)節(jié)總長度的圓筒構(gòu)成的，由于其進(jìn)、出風(fēng)口處的內(nèi)徑比與中間圓筒相接處的內(nèi)徑小6～12毫米，微調(diào)可由調(diào)節(jié)外套筒總長度完成；利用了由兩個沿圓弧排列的信號轉(zhuǎn)換器，能通過處理電路同時鑒別風(fēng)速和風(fēng)向并以數(shù)字顯示；裝有水平儀和瞄準(zhǔn)器。優(yōu)點(diǎn)是體小、量輕、功能齊全、測量準(zhǔn)確。
文檔編號G01P5/06GK85201586SQ85201586
公開日1986年5月28日 申請日期1985年5月23日
發(fā)明者蔡錫元, 張風(fēng)崗, 王建亭, 陳本智, 陳興元 申請人:天津體育學(xué)院, 天津市氣象局, 天津大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan