一种可减弱塔影效应的测风塔的制作方法

1.本发明涉及测风塔技术领域，特别是一种可减弱塔影效应的测风塔。

背景技术：

2.现有常见的测风塔分为圆柱形塔和格架结构塔，两种塔均存在塔影效应。对于圆柱形塔，最小的扰动区域出现在与风向呈45
°
夹角的方向。格架结构塔的风流更复杂，塔架对风流的扰动程度与塔架的孔隙度、每个部件的阻尼作用以及测风仪与塔架的距离均有关系。对于风流对塔架推力系数为0.486的格架结构测风塔而言，与风向呈90
°
夹角的方向上风流扰动最小。
3.在实际测量过程中，风向总在不断变化，风流扰动较小的区域也总在不断变化，按固定安装测风仪的方式，测风仪总会不可避免的受到风流扰动影响。但以完全活动安装的方式，让测风仪随风向变化而自由转动，测风仪又会频繁移动位置。而测风仪在移动位置的过程中对风速测量也会有影响，从而引起测量误差。
4.申请号cn201611103642.x公布了一种抗风影测风塔，所述测风塔为圆形塔筒，在测风高度处安装测风平台，测风平台和塔筒是同心圆盘，可在塔筒上自由旋转。测风平台上面安装两个风速仪，与风速仪连线相垂直的测风平台下表面安装挡风板，挡风板在风力作用下推动圆盘选择，可使风速仪始终保持在垂直主风向的方向上。
5.虽然申请号cn201611103642.x所公布的一种抗风影测风塔可以减少塔影效应对测风的影响，但由于风向总是频繁变化的，这就会促使测风仪总是在频繁旋转，而测风仪在旋转运动的过程中会对风速测量造成额外的影响。
6.因此，如何保证测风仪既能够不受塔影效应的影响又不会因频繁移动位置而引起测量误差成了当前测风塔方面需要解决的问题。

技术实现要素：

7.本发明提出一种可减弱塔影效应的测风塔的目的在于解决现有技术中存在的固定安装测风仪时测风数据会不可避免的受塔影效应影响，让测风仪随风向变化而转动时，测风仪又会频繁移动位置从而引起测量误差的问题。
8.本发明采用如下技术方案，实现发明目的：本发明的技术方案：一种可减弱塔影效应的测风塔，包括塔体框架，塔体框架分为上半框架和下半框架，上半框架和下半框架连接处安装有驱动装置，驱动装置与旋转装置连接，旋转装置与测风装置连接。
9.前述的可减弱塔影效应的测风塔中，所述上半框架和下半框架均包括多层由三根横杆首尾相接构成正三角形组合件，正三角形组合件的三个顶点分别通过三根竖杆固定，相邻层正三角形组合件的同一侧横杆的各自两端通过两根斜杆交叉连接。
10.前述的可减弱塔影效应的测风塔中，所述下半框架的三根竖杆的顶端设置有第一凹槽；所述上半框架的三根竖杆的底端设置有第一凸台，第一凸台的端部设置于第一凹槽
中。
11.前述的可减弱塔影效应的测风塔中，所述下半框架顶部的正三角形组合件的中心设置有支撑凸台，支撑凸台上设有第二凹槽，支撑凸台与三根横杆之间分别通过第一连杆连接；所述上半框架底部的正三角形组合件的中心设置电机安装盘，电机安装盘与三根横杆之间分别通过第二连杆连接。
12.前述的可减弱塔影效应的测风塔中，所述下半框架顶部的两个正三角形组合件处各安装有一个固定圆环，固定圆环的上表面设置有旋转凹槽，旋转凹槽的底部设为半圆形凹槽形。
13.前述的可减弱塔影效应的测风塔中，所述旋转装置于固定圆环的顶部外侧和内侧分别连接有外卡环和内卡环，外卡环和内卡环的相邻侧设有槽，槽和旋转凹槽形成旋转通道；所述外卡环和内卡环的顶部连接有前半圆环和后半圆环，后半圆环的两端设有第四凹槽，前半圆环的两端设有第二凸台，第二凸台设于第四凹槽中拼接前半圆环和后半圆环；所述前半圆环和后半圆环的内侧均设有齿；所述前半圆环和后半圆环的底部连接脚架，脚架上设有凹槽，脚架设于旋转通道中。
14.前述的可减弱塔影效应的测风塔中，所述驱动装置包括电机，电机通过电机固定盘安装在电机安装盘上，电机的输出轴连接第二齿轮；所述第一凸台露出第一凹槽的部分经轴承连接第一齿轮，第一齿轮啮合第二齿轮和前半圆环和后半圆环内侧的齿。
15.前述的可减弱塔影效应的测风塔中，所述前半圆环或后半圆环的顶部连接测风装置的顶部内侧，测风装置的底部设置在位于下面的固定圆环的旋转凹槽中，测风装置上安装有串口服务器、数据采集器和电池。
16.前述的可减弱塔影效应的测风塔中，所述测风装置包括支架竖杆，支架竖杆的底部连接稳定脚架，稳定脚架设于位于下面的固定圆环的旋转凹槽中，支架竖杆的顶部连接支架横杆，支架竖杆的底端和支架横杆的中部通过支架斜杆连接；支架竖杆和支架斜杆之间安装有电池槽，电池槽中安装电池；支架斜杆与支架横杆之间设置有第二竖杆和第三竖杆，第二竖杆和第三竖杆经螺纹孔和螺钉安装数据采集器和串口服务器。
17.与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：1.本发明通过设计随风向改变而调整测风仪方向的测风塔，同时设计测风仪方向调整的控制装置，以避免因测风仪的快速变化方向而对测量过程造成的影响。
18.2.本发明测风塔主要由塔体框架、驱动装置、旋转装置和测风装置构成。塔体框架分成上半框架和下半框架，将两半框架分开后可以在其中安装驱动装置，驱动装置与旋转装置啮合，旋转装置与测风装置固定装配。整体安装好后，驱动装置可以带动旋转装置运动，从而带动测风装置运动。驱动装置在塔影判定机制的控制下，可以根据主风向的变动情况，控制驱动装置旋转或停止。
19.3.本发明驱动装置可以将位于塔体框架中心的旋转传递到塔体框架的外围。旋转装置由两半部分构成，可以方便快捷安装到塔体框架上，同时可以在塔体框架上稳定的旋转。
20.4.本发明测风装置上安装有数据采集器和串口服务器，实现了测风信号的无线传输，避免了有线连接在旋转时连线被缠绕的风险。
21.5.一直以来，现有常规测风塔的测风设备在工作时总会受到塔影的影响，或受到
测风设备本身旋转运动的影响。本发明所述测风塔不仅在驱动装置、旋转装置和测风装置的结构方面与现有技术存在差异，同时，正是因为这些不同结构的各种装置的相互搭配，再结合塔影判定机制，实现了测风设备的可控旋转的功能，从而避免了测风设备在工作时受塔影效应的影响，同时也避免了测风设备的自身旋转运动对测风的影响，从而提高了测风数据的质量。
22.6.本发明将塔体分成上下两部分，可以便于驱动装置的安装。
23.7.本发明塔体框架上相邻两组横杆所构成的三角形组合件位置处均安装有固定圆环，以便于安装测风支架。
24.8.本发明提供的第一旋转装置和第二旋转装置均为旋转装置样式，与常规旋转装置相比，第一旋转装置和第二旋转装置均由两半部分构成，可以方便快捷的安装到测风塔上。此外，旋转装置中的卡环、脚架、凸台等各个零部件的相互配合，保证了旋转装置在测风塔上的稳定旋转。
25.9.本发明将塔体框架分成上下两部分，才能在塔体框架上进行驱动装置的安装。此外，由于驱动装置的转轴部分在塔体框架的中心部分旋转，但旋转装置需要在塔体框架的外围旋转。塔体框架的中心和外围之间被塔体框架的竖杆阻挡，通常情况下旋转不能直接从中心传递到外围。但本发明通过将塔体框架分成上下两部分，同时在阻挡的竖杆上设置齿轮的形式，实现了跨越阻碍的旋转传递。这是应用于本发明所述测风塔的驱动装置与常规驱动装置的主要不同点，实现了塔体框架中心的旋转传递到塔体框架的外围功能。
26.10.本发明提供的第一测风装置和第二测风装置为测风装置的不同样式，与常规测风装置相比，本发明所述测风装置在测风支架上添加了电池、数据采集器和串口服务器等，使电池、数据采集器和串口服务器随着测风装置一起旋转，同时通过无线传输的方式进行测风数据的信号传递。由于测风装置会随风向旋转，这种无线传输的方式避免了有线连接的连线被缠绕。此外，由于本发明所述测风装置需要与测风塔上的旋转装置匹配，在结构样式上也必然和现有的测风装置不同。
27.11.本发明中还提供了塔影判定机制，塔影判定机制中，1分钟风向频率会连续统计，但测风支架需要根据其中的判定条件来确定是否旋转。由于判定条件中需要6个及以上的风向满足p《|wdi-wd0|《360
°‑
p时才会旋转，而且是在1分钟内旋转pm/2的角度，所以测风支架不会频繁旋转，且旋转速度较慢，不会对风速测量造成额外影响。同时6个及以上的风向满足条件时，相当于主风向已经发生了改变，若只有6个以下的风向满足条件，说明只是风向短暂的变化。因此，所述塔影判定机制避免了风向短暂变化干扰的同时，还能将测风支架及时调整到当前主风向上。本发明所述塔影判定机制驱动装置、旋转装置及测风装置的相互配合，避免了测风设备在工作时受塔影效应的影响，同时也避免了测风设备的自身旋转运动对测风的影响，从而提高了测风数据的质量，是现有测风塔不具备的功能。
附图说明
28.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
第五通孔；315-第二齿轮；316-第三凸台；317-第六通孔；320-轴承；330-第二螺钉；340-电机；341-电机固定盘；342-第四凸台；343-第七通孔；344-转轴；510-第一测风支架；511-支架斜杆；512-支架竖杆；513-支架横杆；514-第二横杆；515-电池槽；516-稳定脚架；517-第八通孔；518-第二竖杆；519-第三竖杆；520-第四螺纹孔；521-第五螺纹孔；522-第六螺纹孔；523-第九通孔；530-第二测风支架；531-第十通孔；510-第一测风支架；540-电池；550-限位杆；551-第七螺纹孔；560-数据采集器；561-第十一通孔；570-串口服务器；571-第十二通孔；581-第三螺钉；582-第四螺钉；583-第五螺钉；584-第六螺钉。
具体实施方式
31.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
32.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
33.在本发明中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”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。这些术语主要是为了更好地描述本发明及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
34.并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本发明中的具体含义。
35.此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
36.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
37.实施例1。一种可减弱塔影效应的测风塔，整体构造如图1所示，包括塔体框架110，塔体框架110分为上半框架和下半框架，上半框架和下半框架连接处安装有驱动装置，驱动装置与旋转装置连接，旋转装置与测风装置连接。
38.本发明测风塔主要由塔体框架110、驱动装置、旋转装置和测风装置构成。塔体框架110分成上半框架和下半框架，将两半框架分开后可以在其中安装驱动装置，驱动装置与旋转装置啮合，旋转装置与测风装置固定装配。整体安装好后，驱动装置可以带动旋转装置
运动，从而带动测风装置运动。驱动装置在塔影判定机制的控制下，可以根据主风向的变动情况，控制驱动装置旋转或停止。
39.所述驱动装置可以将位于塔体框架中心的旋转传递到塔体框架的外围。所述旋转装置由两半部分构成，可以方便快捷安装到塔体框架上，同时可以在塔体框架上稳定的旋转。所述测风装置上安装有数据采集器和串口服务器，实现了测风信号的无线传输，避免了有线连接在旋转时连线被缠绕的风险。
40.本测风塔的详细实施结构为：所述上半框架和下半框架均包括多层由三根横杆111首尾相接构成正三角形组合件，正三角形组合件的三个顶点分别通过三根竖杆112固定，相邻层正三角形组合件的同一侧横杆111的各自两端通过两根斜杆113交叉连接。
41.所述下半框架的三根竖杆112的顶端设置有第一凹槽114；所述上半框架的三根竖杆112的底端设置有第一凸台118，第一凸台118的端部设置于第一凹槽114中。
42.所述下半框架顶部的正三角形组合件的中心设置有支撑凸台116，支撑凸台116上设有第二凹槽117，支撑凸台116与三根横杆111之间分别通过第一连杆115连接；所述上半框架底部的正三角形组合件的中心设置电机安装盘120，电机安装盘120与三根横杆111之间分别通过第二连杆119连接。
43.所述下半框架顶部的两个正三角形组合件处各安装有一个固定圆环，固定圆环的上表面设置有旋转凹槽211，旋转凹槽211的底部设为半圆形凹槽形。
44.所述旋转装置于固定圆环的顶部外侧和内侧分别连接有外卡环和内卡环，外卡环和内卡环的相邻侧设有槽，槽和旋转凹槽211形成旋转通道；所述外卡环和内卡环的顶部连接有前半圆环和后半圆环，后半圆环的两端设有第四凹槽231，前半圆环的两端设有第二凸台225，第二凸台225设于第四凹槽231中拼接前半圆环和后半圆环；所述前半圆环和后半圆环的内侧均设有齿；所述前半圆环和后半圆环的底部连接脚架，脚架上设有凹槽，脚架设于旋转通道中。
45.所述驱动装置包括电机340，电机340通过电机固定盘342安装在电机安装盘12上，电机340的输出轴连接第二齿轮315；所述第一凸台118露出第一凹槽114的部分经轴承320连接第一齿轮310，第一齿轮310啮合第二齿轮315和前半圆环和后半圆环内侧的齿。
46.所述前半圆环或后半圆环的顶部连接测风装置的顶部内侧，测风装置的底部设置在位于下面的固定圆环的旋转凹槽211中，测风装置上安装有串口服务器570、数据采集器560和电池540。
47.所述测风装置包括支架竖杆512，支架竖杆512的底部连接稳定脚架516，稳定脚架516设于位于下面的固定圆环的旋转凹槽211中，支架竖杆512的顶部连接支架横杆513，支架竖杆512的底端和支架横杆513的中部通过支架斜杆511连接；支架竖杆512和支架斜杆511之间安装有电池槽515，电池槽515中安装电池540；支架斜杆511与支架横杆513之间设置有第二竖杆518和第三竖杆519，第二竖杆518和第三竖杆519经螺纹孔和螺钉安装数据采集器560和串口服务器570。
48.下面结合附图进一步说明本测风塔的结构。
49.如图2所示，塔体框架110主要由横杆111、竖杆112和斜杆113焊接在一起构成。三根横杆111首尾相接构成正三角形组合件，正三角形组合件的顶点上垂直焊接着三根竖杆
112，一根竖杆112的顶端到另一根竖杆112的底端之间焊接着一根斜杆113。横杆111、竖杆112和斜杆113共同构成塔体框架110网架结构，使塔体的强度得到加强。
50.如图3所示，塔体框架110被截断成上下两部份后，下半部分的三根竖杆112的截面上各自设置有一个第一凹槽114，三根横杆111所构成的三角形组合件中心上设置有一个支撑凸台116，支撑凸台116与三根横杆111的中心分别连接有一根第一连杆115，支撑凸台116中心设置有一个第二凹槽117。将塔体分成上下两部分，可以便于驱动装置的安装。
51.如图4所示，塔体框架110被截断成上下两部份后，上半部分的三根竖杆112的截面上各自设置有一个第一凸台118，三根横杆111所构成的三角形组合件中心上设置有一个电机安装盘120，电机安装盘120与三根横杆111的中心分别连接有一根第二连杆119，电机安装盘120上接近中心的位置设置有一个第一通孔121，第一通孔121的四周设置有第一螺纹孔122。
52.如图5所示，第一固定圆环210为圆环状结构，圆环的上表面设置有旋转凹槽211。旋转凹槽211的底部是半圆形凹槽，便于其它零部件在旋转凹槽211中绕圆环中心旋转。旋转凹槽211的凹槽两侧各设置有一个第二螺纹孔212，第二螺纹孔212沿固定圆环210的中心对称分布。
53.如图7所示，其中一个第一固定圆环210焊接到竖杆112上，焊接位置为被截断的塔体下半部分的横杆111处。焊接后，竖杆112在第一固定圆环210的内侧，横杆111为第一固定圆环210的内接三角形组合件。塔体框架110上相邻两组横杆111所构成的三角形组合件位置处均安装有第一固定圆环210，以便于安装测风支架。
54.如图9所示，第一前半圆环220为半圆环样式，圆环中间位置处设置有第一脚架221，第一脚架221底部为半圆弧形式，靠近顶部处设置有第三凹槽222。第一脚架221的两侧各设置有一组第二通孔224，两组第二通孔224与半圆环圆心连线呈九十度。第一前半圆环220的内侧设置有内齿223，两端截面上各设置有一个第二凸台225。
55.如图10所示，第一后半圆环230为半圆环样式，圆环中间位置的两侧各设置有一个第一脚架221，两个第一脚架221与半圆环圆心连线呈120
°
。第一脚架221底部为半圆弧形式，靠近顶部处设置有第三凹槽223。第一后半圆环230的中间位置处设置有两个第三螺纹孔232，两端截面上各设置有一个第四凹槽231。第一后半圆环230上的内齿223和第二通孔224的样式与第一前半圆环220相同。
56.如图11所示，第一外卡环240为半圆环样式，由上宽下窄的阶梯框形成的半圆环旋转体，所形成的半圆环外部厚内部薄，上宽部分为向内延伸。第一外卡环240上外部较厚的区域上设置有两个第三通孔241，第三通孔241与圆心的连线为九十度。
57.如图12所示，第一内卡环250与第一外卡环240的结构相似，但阶梯框的上宽部分主要向外延伸，与第一外卡环240的延伸方向相反。第四通孔251的位置及大小均与第三通孔241相同。
58.如图15所示，第一旋转装置主要由第一前半圆环220、第一后半圆环230、第一外卡环240、第一内卡环250和第一螺钉280构成。
59.如图16所示，将第一前半圆环220和第一后半圆环230上的第一脚架221放到第一固定圆环210上的旋转凹槽211中，同时将第一前半圆环220上的第二凸台225插入第一后半圆环230上的第四凹槽231中。将两半第一外卡环240放到第一固定圆环210的外侧，并卡入
第一脚架221上的第三凹槽222中。将两半第一内卡环250放到第一固定圆环210的内侧，并卡入第一脚架221上的第三凹槽222中。用第一螺钉280穿过第一前半圆环220或第一后半圆环230上的通孔，再穿过对应卡环上的通孔，然后旋入第一固定圆环210上的第二螺纹孔212，即可将第一外卡环240和第一内卡环250固定在第一固定圆环210上，从而将第一前半圆环220和第一后半圆环230卡在第一固定圆环210中自由旋转。
60.如图19所示，第一齿轮310是常见直齿，但在第一齿轮310中心设置有第五通孔311，第五通孔311主要用于安装轴承。
61.如图20所示，第二齿轮315同样是常见直齿，与第一齿轮310相比尺寸更大，同时在第二齿轮315中心设置有第三凸台316，第三凸台316中心设置有第六通孔317，第六通孔317为大于180
°
小于360
°
的圆弧状通孔。
62.如图21所示，驱动装置主要由塔体框架110、第一齿轮310、第二齿轮315、轴承320、第二螺钉330和电机340构成。塔体框架110分成上半框架和下半框架。电机340上设置有电机固定盘341、第四凸台342、第七通孔343和转轴344。
63.如图22所示，塔体框架110分成上半框架和下半框架，将第二齿轮315上的第三凸台316放到塔体框架110下半框架的支撑凸台116上的第二凹槽117中。将轴承320放到下半框架上，轴承320的中心与下半框架上第一凹槽114的中心对齐。用第一齿轮310上的第五通孔311卡到轴承320上，使轴承320与第一齿轮310保持紧配。将上半框架放到下半框架上，并用上半框架上的第一凸台118穿过轴承320中心，再插入下半框架上的第一凹槽114中，此时三个第一齿轮310与中心的第二齿轮315保持啮合。将电机340上的电机固定盘341放到上半框架上的电机安装盘120上，并将电机340的中心穿过第一通孔121，电机340上的转轴344插入第二齿轮315上的第六通孔317中。将第二螺钉330穿过电机340上的第七通孔343，再旋入上半框架上的第一螺纹孔122中，从而将电机340固定安装到塔体框架110。电机340的转轴344旋转时，会带动第二齿轮315旋转，第二齿轮315的旋转又会带动第一齿轮310的旋转，从而将塔体框架110内部的旋转传递到塔体框架110的外部，构成驱动装置。驱动装置的中心可以只设置一个第二齿轮315，也将第二齿轮315的尺寸缩小，在第二齿轮315和第一齿轮310之间再设置一个齿轮。
64.如图23所示，按图16的方式安装好旋转装置，再在中心按图22的方式安装好驱动装置，安装好后三个第一齿轮310一方面与第二齿轮315啮合，同时还与第一前半圆环220或第一后半圆环230上的内齿223啮合。安装好后，驱动装置便可控制旋转圆环部分在固定圆环上停止或旋转。驱动装置中心可以设置一个第二齿轮315，也可以在第二齿轮315与第一齿轮310之间再设置其它齿轮。
65.如图24所示，第一测风支架510主要由支架横杆513、支架竖杆512、支架斜杆511和第二横杆514构成。第二横杆514上设置稳定脚架516，主要用于对第一测风支架510的稳定。支架斜杆511与支架竖杆512之间设置有电池槽515，电池槽515的上下两侧面上设置有第八通孔517，用于安装电池。支架斜杆511与支架横杆513之间设置有第二竖杆518和第三竖杆519，用于安装数据采集器和串口服务器。第二竖杆518的底端设置有第四螺纹孔520，同时在支架竖杆512上对应设置有第四螺纹孔520，两个第四螺纹孔520的中心连线平行于支架横杆513。第三竖杆519上设置有第五螺纹孔521，同时在支架竖杆512上对应设置有第五螺纹孔521，两个第五螺纹孔521的中心连线平行于支架横杆513。支架横杆513的末端设置有
第六螺纹孔522，用于安装风杯。支架横杆513的前端设置有第九通孔523，用于将第一测风支架510固定在旋转装置上。
66.如图26所示，第一测风装置主要由第一测风支架510、电池540、限位杆550、数据采集器560、串口服务器570、第三螺钉581、第四螺钉582、第五螺钉583和第六螺钉584构成。限位杆550的两端各设置有一个第七螺纹孔551，数据采集器560的两端各设置有两个第十一通孔561，串口服务器570的两端各设置有三个第十二通孔571。
67.如图27所示，将电池540放到电池槽515中，将限位杆550放在电池540的外部，使限位杆550上的第七螺纹孔551中心与电池槽515上的第八通孔517中心对齐，然后用第五螺钉583穿过第八通孔517，再旋入第七螺纹孔551中，从而将电池540固定在电池槽515中。数据采集器560放到第一测风支架510上，使数据采集器560上的第十一通孔561中心与第一测风支架510上的第五螺纹孔521中心对齐，然后用第四螺钉582穿过第十一通孔561，再旋入第五螺纹孔521中，从而将数据采集器560固定在第一测风支架510上，数据采集器560固定好后其所在位置与电池540处于第一测风支架510的同一面。将串口服务器570放在第一测风支架510上，使串口服务器570上的第十二通孔571中心与第一测风支架510上的第四螺纹孔520中心对齐，然后用第六螺钉584穿过第十二通孔571，再旋入第四螺纹孔520中，从而将串口服务器570固定在第一测风支架510上，串口服务器570安装好后与电池540处于第一测风支架510的两个侧面。第三螺钉581可穿过第一测风支架510上的第九通孔523。
68.如图30所示，将塔体框架110分成上下两部分，在其中装配好驱动装置，然后在第一固定圆环210上装配好旋转装置。驱动装置和旋转装置装配好后，第一齿轮310一方面与第二齿轮315啮合，另一方面与旋转装置上的内齿223啮合。将第一测风装置装配好，然后用第三螺钉581将测风装置固定在旋转装置上。驱动装置通过控制旋转装置的停止或旋转，从而控制测风装置的运动。然后在塔影判定机制的作用下，可以使测风装置旋转并固定到塔影效应最弱的区间。
69.测风装置中安装有电池540、数据采集器560和串口服务器570，这样设置的好处是电池540、数据采集器560和串口服务器570可以随着测风装置一起旋转。测风装置工作时，风速和风向数据经数据采集器560采集后，通过本地通信串口传输至串口服务器570，串口服务器570对采集的信号进行转换后传输给第一无线ap，第一无线ap通过wifi信号传输给第二无线ap，第二无线ap将采集信号通过本地网络，传输至本地服务器，电池540为数据采集器560及串口服务器570提供适配的直流电源。通过无线传输的方式，避免了有线连接在旋转时连线被缠绕的风险。
70.在本地服务器上设置塔影判定机制，通过塔影判定机制判断出塔影效应最弱的区间，然后发送指令，让电机340开始旋转，当测风支架旋转到塔影效应最弱的区域中间时电机停止旋转，从而使得测风支架在电机340和各个齿轮机构的阻力中稳定在塔影效应最弱的区域。
71.所述塔影判定机制是服务器上设置的塔影判定程序，可以是10分钟的风向频率最大方向的垂直方向，可以是1分钟的风向频率最大方向的垂直方向，具体判定方式和标准根据测风塔的实际情况进行设置。此外，当最大频率的风向超过某个角度的阈值时让电机带动测风支架旋转，当最大频率的风向有变化但变化角度不大时电机不运动，从而保证测风支架不会随着风向的高频变化而频繁的运动。阈值可以是10
°
，也是可以15
°
，具体数值的设
定根据测风塔的实际情况而定。
72.所述塔影判定机制是服务器上设置的塔影判定程序，图32为塔影判定机制的流程图，主要包括以下流程：连续接收测风塔的风向数据；统计一个10分钟的风向频率，记最大频率的风向为wd0；设定测风支架的初始方向为wd0+90
°
；连续统计10个1分钟的风向频率，分别记最大频率风向为wd1、wd2、wd3、wd4、wd5、wd6、wd7、wd8、wd9和wd10，记其中任意一个风向为wdi；设定角度阈值p；判断wd1~wd10中是否有6个及以上的风向满足p《|wdi-wd0|《360
°‑
p；若不满足条件则继续统计1分钟风向频率；若满足条件则记pm为|wdi-wd0|中的最大值；然后在满足条件的情况下向测风塔发送指令使电机在1分钟内朝wdi方向旋转pm/2的角度；旋转结束后将测风支架当前方向减90
°
的方向重新记为wd0；最后继续统计1分钟风向频率。
73.所述塔影判定机制中，1分钟风向频率会连续统计，但测风支架需要根据其中的判定条件来确定是否旋转。由于判定条件中需要6个及以上的风向满足p《|wdi-wd0|《360
°‑
p时才会旋转，而且是在1分钟内旋转pm/2的角度，所以测风支架不会频繁旋转，且旋转速度较慢，不会对风速测量造成额外影响。同时6个及以上的风向满足条件时，相当于主风向已经发生了改变，若只有6个以下的风向满足条件，说明只是风向短暂的变化。因此，所述塔影判定机制避免了风向短暂变化干扰的同时，还能将测风支架及时调整到当前主风向上。
74.所述塔影判定机制驱动装置、旋转装置及测风装置的相互配合，避免了测风设备在工作时受塔影效应的影响，同时也避免了测风设备的自身旋转运动对测风的影响，从而提高了测风数据的质量，是现有测风塔不具备的功能。
75.实施例2。一种可减弱塔影效应的测风塔，本测风塔的工作原理和实施例1中的测风塔相同，构造也相似。。结构区别点在于：本测风塔用第二固定圆环215替换第一固定圆环210。具体的，如图6所示，第二固定圆环215为圆环状结构，圆环的上表面设置有旋转凹槽211。旋转凹槽211的底部是半圆形凹槽，便于其它零部件在旋转凹槽211中绕圆环中心旋转。旋转凹槽211的凹槽内侧表面高于凹槽外侧表面，旋转凹槽211的凹槽外侧表面上设置有第二螺纹孔212，第二螺纹孔212沿固定圆环210的中心对称分布。第二固定圆环215安装到塔体框架110上的样式，安装方式与图7完全相同，安装方式如图8所示。
76.本测风塔用第二前半圆环260和第二后半圆环270替换第一前半圆环220和第一后半圆环230。如图13所示，第二通孔224在第二前半圆环260上设置有两个，但在第一前半圆环220上设置有四个；第二前半圆环260中间位置处设置有第二脚架261，第一前半圆环220在对应位置设置的是第一脚架221。第二脚架261与第一脚架221的结构也相似，主要区别是第二脚架261靠近顶端处只在外侧面设置有一个较长的第五凹槽262，但第一脚架221靠近顶端处的内外侧面均设置有一个较短的第三凹槽222。如图14所示，第二后半圆环270与第一后半圆环230的结构相似。主要区别有两点，第一点是第二通孔224在第二后半圆环270上的样式与第二前半圆环260相同；第二点是第二脚架261所在位置与第一后半圆环230上的第一脚架221所在位置相同，但样式与第二前半圆环260上的第二脚架261的样式相同。如图17所示，第二旋转装置主要由第二固定圆环215、第一外卡环240、第二前半圆环260、第二后半圆环270和第一螺钉280构成。如图18所示，将第二前半圆环260和第二后半圆环270上的第二脚架261放到第二固定圆环215上的旋转凹槽211中，同时将第二前半圆环260上的第二
凸台225插入第二后半圆环270上的第四凹槽231中。将两半第一外卡环240放到第二固定圆环215的外侧，并卡入第二脚架261上的第五凹槽262中。用第一螺钉280穿过第二前半圆环260或第二后半圆环270上的通孔，再穿过对应卡环上的通孔，然后旋入第二固定圆环215上的第二螺纹孔212，即可将第一外卡环240固定在第二固定圆环215上，从而将第二前半圆环260和第二后半圆环270卡在第二固定圆环215中自由旋转。按图18的方式安装旋转装置。
77.本测风塔用第二测风支架530替换第一测风支架510，如图25所示，第二测风支架530第一测风支架510的结构相似，唯一的差别是第二横杆514上没有稳定脚架516，但设置了第十通孔531。如图28所示，是第二测风装置爆炸图，第二测风装置与第一测风装置相似，主要区别是将第一测风装置中的第一测风支架510替换成了第二测风支架530，同时多了两颗第三螺钉581用于固定第二测风支架530。如图29所示，第二测风装置组装好后与第一测风装置组装好后相似，主要区别是将第一测风装置中的第一测风支架510替换成了第二测风支架530，同时多了两颗第三螺钉581用于固定第二测风支架530。如图31所示，第二测风装置的整体搭配与第一测风装置的整体搭配相似。主要区别有两点，第一点是将第一测风支架510替换成了第二测风支架530；第二点是设置了两套旋转装置。通过整体安装搭配，同样可以通过驱动装置控制旋转装置及测风装置的运动。并在塔影判定机制的作用下，使测风装置旋转并固定到塔影效应最弱的区间。和第一测风装置的整体搭配相似，测风装置的信号传递同样通过无线传输的方式，避免了有线连接在旋转时连线被缠绕的风险。
78.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种可减弱塔影效应的测风塔，其特征在于：包括塔体框架（110），塔体框架（110）分为上半框架和下半框架，上半框架和下半框架连接处安装有驱动装置，驱动装置与旋转装置连接，旋转装置与测风装置连接。2.根据权利要求1所述的一种可减弱塔影效应的测风塔，其特征在于：所述上半框架和下半框架均包括多层由三根横杆（111）首尾相接构成正三角形组合件，正三角形组合件的三个顶点分别通过三根竖杆（112）固定，相邻层正三角形组合件的同一侧横杆（111）的各自两端通过两根斜杆（113）交叉连接。3.根据权利要求2所述的一种可减弱塔影效应的测风塔，其特征在于：所述下半框架的三根竖杆（112）的顶端设置有第一凹槽（114）；所述上半框架的三根竖杆（112）的底端设置有第一凸台（118），第一凸台（118）的端部设置于第一凹槽（114）中。4.根据权利要求3所述的一种可减弱塔影效应的测风塔，其特征在于：所述下半框架顶部的正三角形组合件的中心设置有支撑凸台（116），支撑凸台（116）上设有第二凹槽（117），支撑凸台（116）与三根横杆（111）之间分别通过第一连杆（115）连接；所述上半框架底部的正三角形组合件的中心设置电机安装盘（120），电机安装盘（120）与三根横杆（111）之间分别通过第二连杆（119）连接。5.根据权利要求4所述的一种可减弱塔影效应的测风塔，其特征在于：所述下半框架顶部的两个正三角形组合件处各安装有一个固定圆环，固定圆环的上表面设置有旋转凹槽（211），旋转凹槽（211）的底部设为半圆形凹槽形。6.根据权利要求5所述的一种可减弱塔影效应的测风塔，其特征在于：所述旋转装置于固定圆环的顶部外侧和内侧分别连接有外卡环和内卡环，外卡环和内卡环的相邻侧设有槽，槽和旋转凹槽（211）形成旋转通道；所述外卡环和内卡环的顶部连接有前半圆环和后半圆环，后半圆环的两端设有第四凹槽（231），前半圆环的两端设有第二凸台（225），第二凸台（225）设于第四凹槽（231）中拼接前半圆环和后半圆环；所述前半圆环和后半圆环的内侧均设有齿；所述前半圆环和后半圆环的底部连接脚架，脚架上设有凹槽，脚架设于旋转通道中。7.根据权利要求6所述的一种可减弱塔影效应的测风塔，其特征在于：所述驱动装置包括电机（340），电机（340）通过电机固定盘（342）安装在电机安装盘（12）上，电机（340）的输出轴连接第二齿轮（315）；所述第一凸台（118）露出第一凹槽（114）的部分经轴承（320）连接第一齿轮（310），第一齿轮（310）啮合第二齿轮（315）和前半圆环和后半圆环内侧的齿。8.根据权利要求6所述的一种可减弱塔影效应的测风塔，其特征在于：所述前半圆环或后半圆环的顶部连接测风装置的顶部内侧，测风装置的底部设置在位于下面的固定圆环的旋转凹槽（211）中，测风装置上安装有串口服务器（570）、数据采集器（560）和电池（540）。9.根据权利要求8所述的一种可减弱塔影效应的测风塔，其特征在于：所述测风装置包括支架竖杆（512），支架竖杆（512）的底部连接稳定脚架（516），稳定脚架（516）设于位于下面的固定圆环的旋转凹槽（211）中，支架竖杆（512）的顶部连接支架横杆（513），支架竖杆（512）的底端和支架横杆（513）的中部通过支架斜杆（511）连接；支架竖杆（512）和支架斜杆（511）之间安装有电池槽（515），电池槽（515）中安装电池（540）；支架斜杆（511）与支架横杆（513）之间设置有第二竖杆（518）和第三竖杆（519），第二竖杆（518）和第三竖杆（519）经螺纹孔和螺钉安装数据采集器（560）和串口服务器（570）。

技术总结

本发明涉及测风塔技术领域，公开了一种可减弱塔影效应的测风塔。本发明测风塔主要由塔体框架、驱动装置、旋转装置和测风装置构成。塔体框架分成上半框架和下半框架，将两半框架分开后可以在其中安装驱动装置，驱动装置与旋转装置啮合，旋转装置与测风装置固定装配。整体安装好后，驱动装置可以带动旋转装置运动，从而带动测风装置运动。驱动装置在塔影判定机制的控制下，可以根据主风向的变动情况，控制驱动装置旋转或停止。动装置旋转或停止。动装置旋转或停止。