一种用于极地自动气象站的风速传感器的制作方法

本技术涉及风速传感器，尤其涉及一种用于极地自动气象站的风速传感器。

背景技术：

1、设置无人值守的自动气象站是获取极地天气数据的主要方法。极地自动气象站设置有多个不同种类的传感器，用于极地自动气象站的各类传感器的运行环境和非极地地区不同，例如南极具有全年低温和常年大风(最大可超过70m/s)的特征，而北极具有低温高湿的特征。各类传感器中风速传感器是可连续检测风速大小的重要仪器，其是自动气象站的重要组成部分。目前使用的风速传感器主要有风杯式风速传感器以及飞机头式风速传感器，两种类型的传感器均是通过风速传感器的旋转测得风速，但这两种类型的传感器在极地环境使用时存在共同的不足，即在低温高湿环境或暴风雪等环境条件下易造成传感器的冻结，而在强风的作用下易造成传感器损坏，从而造成风速数据连续异常或者缺失。

2、现有的风速传感器大多是针对矿道、船舶等非极地自动气象站的运用环境，针对极地低温、大风等环境考虑不足，在极地使用时易发生传感器转动结构件冻结、损坏等问题，造成风速数据缺失。非极地环境针对雨凇、雾凇和结冰冻害情况下，为了避免风速传感器冻结，多采用人工除冰，或者在转动结构件外部增加保护结构，亦或采用电加热的方式除冰，而针对风速传感器因大风等原因而损坏则采取直接更换的方式。但上述解决方案并不适用于极地野外环境，具体原因如下：(1)极地自动气象站的维护周期超过一年，当风速传感器冻结或损坏发生时无法及时进行人工除冰或更换，导致因冻结或损坏而造成长时间风速检测数据缺测。(2)增加外部保护结构会影响风速传感器本身的流体结构，进而影响观测数据准确性。(3)无人值守的自动气象站的电池容量不足以支撑电加热，此外电加热在长时间高湿情况下可能会加剧传感器冻结。因此，现有自动气象站的风速传感器无法满足极地环境的风速观测。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种用于极地自动气象站的风速传感器，以解决目前现有自动气象站风速传感器在极地环境下易发生冻结及损坏的技术问题。

2、本实用新型所解决的技术问题可以采取以下方案来实现：

3、一种用于极地自动气象站的风速传感器，包括上壳体以及安装在上壳体下方的下壳体，所述上壳体外固定安装有风杯，风速传动轴上端固定连接在上壳体内部、下端伸入所述下壳体内，风速传动轴下端固定安装有环形磁钢，下壳体内部固定安装有控制主板，控制主板上方固定安装有与环形磁钢相配合的测速线圈、下方通过线缆连接有航空插头；

4、所述上壳体内部固定连接有加强结构，所述加强结构包括绕所述风速传动轴设置的多根加强筋；

5、所述上壳体内部、加强结构下方安装有与所述风速传动轴相固定的限位片，所述限位片下方固定安装有环形金属台及围绕所述环形金属台的环形挡片，所述下壳体上端固定连接有帽体，所述帽体上固定有环形金属外环及位于环形金属外环内部且与所述环形金属外环间隔设置的环形金属内环，环形金属台能够嵌入所述环形金属内环内，所述环形挡片能够嵌入所述环形金属外环与环形金属内环的间隙中，所述限位片、环形金属台、环形金属外环、环形金属内环均围绕所述风速传动轴设置。

6、进一步的：设置上下两层所述加强结构，每层加强结构均包括多根所述加强筋。

7、进一步的：所述帽体上固定安装有上限位台，所述帽体内固定安装有下限位板，所述环形金属外环固定安装在上限位台上，所述环形金属内环固定安装在所述上限位台及下限位板中部。

8、进一步的：所述环形金属台外表面与所述环形金属内环内表面相接触，所述环形挡片与所述环形金属外环内表面、环形金属内环外表面、上限位台上表面之间均留有间隙。

9、进一步的：所述风速传动轴通过轴承与所述环形金属内环相连接。

10、进一步的：所述风杯的截面呈半圆形；

11、所述上壳体外表面开设有t型槽，所述风杯上固定安装有t型连接件，所述t型连接件能够从所述t型槽插入或拔出。

12、进一步的：所述上壳体底部位于下层加强结构的下方。

13、进一步的：所述上壳体、风杯及帽体表面均涂有防冻涂层。

14、进一步的：所述风速传动轴通过螺纹紧固件与所述上壳体可拆卸的固定连接，且所述风速传动轴上端通过十字卡扣与所述上壳体的十字卡槽相连接。

15、进一步的：所述控制主板通过第一螺栓固定连接在所述下限位板下方；

16、所述下限位板下方通过第二螺栓固定连接有位于下壳体内部的下壳体限位板，所述航空插头插接固定于所述下壳体限位板中部。

17、本实用新型的用于极地自动气象站的风速传感器，在上壳体内部固定连接加强结构，加强结构包括绕风速传动轴设置的多根加强筋。加强筋式的加强结构能够提高风速传感器上壳体的抗风强度和抗击打强度，从而可以防止强风及其携带的沙石损坏风速传感器。此外，本实用新型的用于极地自动气象站的风速传感器，其上壳体内设置有与风速传动轴固定连接的限位片，下壳体上端设置有帽体，固定在限位片下方的环形金属台能够嵌入帽体的环形金属内环内，固定在限位片下方的环形挡片则能够嵌入帽体的环形金属外环与环形金属内环的间隙中，限位片、环形金属台、环形金属外环、环形金属内环均围绕风速传动轴设置，由此使得上壳体与帽体顶部形成围绕所述风速传动轴的多重镶嵌，从而能够有效得保护风速传动轴部位不易受到冻结，以及防止沙石、吹雪进入风速传动轴轴体而损坏风速传感器。本实用新型的用于极地自动气象站的风速传感器不易发生损坏及冻结，适用于低温、常年大风的极地环境。

技术特征：

1.一种用于极地自动气象站的风速传感器，包括上壳体(1)以及安装在上壳体(1)下方的下壳体(2)，所述上壳体(1)外固定安装有风杯(4)，风速传动轴(5)上端固定连接在上壳体(1)内部、下端伸入所述下壳体(2)内，风速传动轴(5)下端固定安装有环形磁钢(61)，下壳体(2)内部固定安装有控制主板(63)，控制主板(63)上方固定安装有与环形磁钢(61)相配合的测速线圈(62)、下方通过线缆(64)连接有航空插头(65)；

2.根据权利要求1所述的用于极地自动气象站的风速传感器，其特征在于：设置上下两层所述加强结构，每层加强结构均包括多根所述加强筋(11)。

3.根据权利要求1所述的用于极地自动气象站的风速传感器，其特征在于：所述帽体(3)上固定安装有上限位台(31)，所述帽体(3)内固定安装有下限位板(32)，所述环形金属外环(74)固定安装在上限位台(31)上，所述环形金属内环(75)固定安装在所述上限位台(31)及下限位板(32)中部。

4.根据权利要求3所述的用于极地自动气象站的风速传感器，其特征在于：所述环形金属台(72)外表面与所述环形金属内环(75)内表面相接触，所述环形挡片(73)与所述环形金属外环(74)内表面、环形金属内环(75)外表面、上限位台(31)上表面之间均留有间隙。

5.根据权利要求1所述的用于极地自动气象站的风速传感器，其特征在于：所述风速传动轴(5)通过轴承(76)与所述环形金属内环(75)相连接。

6.根据权利要求1所述的用于极地自动气象站的风速传感器，其特征在于：所述风杯(4)的截面呈半圆形；

7.根据权利要求2所述的用于极地自动气象站的风速传感器，其特征在于：所述上壳体(1)底部位于下层加强结构的下方。

8.根据权利要求1所述的用于极地自动气象站的风速传感器，其特征在于：所述上壳体(1)、风杯(4)及帽体(3)表面均涂有防冻涂层。

9.根据权利要求1所述的用于极地自动气象站的风速传感器，其特征在于：所述风速传动轴(5)通过螺纹紧固件与所述上壳体(1)可拆卸的固定连接，且所述风速传动轴(5)上端通过十字卡扣与所述上壳体(1)的十字卡槽相连接。

10.根据权利要求3所述的用于极地自动气象站的风速传感器，其特征在于：所述控制主板(63)通过第一螺栓(81)固定连接在所述下限位板(32)下方；

技术总结本技术涉及一种用于极地自动气象站的风速传感器，在上壳体内部固定连接加强结构，加强结构包括绕风速传动轴设置的多根加强筋。加强结构能够提高上壳体的抗风强度和抗击打强度，从而可以防止强风及其携带的沙石损坏风速传感器。此外在上壳体内设置有与风速传动轴固定连接的限位片，下壳体上端设置有帽体，固定在限位片下方的环形金属台能够嵌入帽体的环形金属内环内，固定在限位片下方的环形挡片则能够嵌入帽体的环形金属外环与环形金属内环的间隙中，由此使得上壳体与帽体顶部形成围绕所述风速传动轴的多重镶嵌，从而能够有效得保护风速传动轴部位不易受到冻结，以及防止沙石、吹雪进入风速传动轴轴体而损坏风速传感器。技术研发人员：马靖凯,丁卓铭,凌新锋,付敏受保护的技术使用者：国家海洋环境预报中心技术研发日：20240517技术公布日：2024/12/23