具体实施方式

相比传统的测风装置，热线风速感测技术(也称为热线感测技术)在测量流体速度上具有显著优势。其基本原理是将加热电流流经热线探针中的热线金属丝，基于热线金属丝的能量平衡(包括自身发热、对流换热与辐射换热等)建立起热线电流、温度与风速等变量的准确对应关系。热线在工作方式上有恒温与恒流之分，即分别保持热线探针的加热电流与温度不变。对于恒流式热线风速仪，经校准后，在风速变化时金属丝的热平衡温度与环境气流间具有对应关系，只需要准确监测热线金属丝的温度，便可输出热线探针安装位置处(如轮毂中心高度处)的来流风速。

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细描述，其内容是对本发明的解释而不是限定：

如图1和图3，本发明的风机轮毂中心恒流式热线风速感测系统，包括恒流式热线探针5、探针温度感应器10、温度信号采集器11、电流分流器12、恒流电源13和信号转化控制器14；

恒流式热线探针5固定在整流罩前端面4并且露出整流罩前端面4表面；恒流式热线探针5与探针温度感应器10连接，探针温度感应器10与温度信号采集器11连接，恒流式热线探针5和温度信号采集器11分别与电流分流器12连接，电流分流器12分别与恒流电源13和信号转化控制器14连接，信号转化控制器14连接至SCADA系统15。

恒流电源13安装于轮毂1内部，接地端依次经轮毂、机舱和塔筒后接地。

如图2，恒流式热线探针5包括热线金属丝6、叉杆7和连接杆9；两根叉杆7垂直设在整流罩前端面4上，热线金属丝6与两根叉杆7固定焊接，优选地，两根叉杆7关于整流罩前端面4的中心对称。一根叉杆7通过连接杆9与电流分流器12连接，另一根通过连接杆9接地。叉杆7的长度结合整流罩3等具体设计，实现热线金属丝6所处位置风速与来流风速相同。叉杆7与连接杆9的材料选用小电阻率的铜金属，兼顾固定和导电的双重作用。

流经热线金属丝6的电流由电流分流器12提供并保持恒定，电流分流器12接受来自热线探针6测量温度的信号转化控制器14的反馈信息，优化分配恒流电源13输出的用于加热热线金属丝6的电流，使电流值处于合理范围。

探针温度感应器10，用以测量热线金属丝6的温度，探针温度感应器10直接连接温度信号采集器11，用以数字化处理所接受的温度信号，并发送至安装在轮毂1中的信号转化控制器14。信号转化控制器14具备两个功能，一是将接受到的信号转化为SCADA系统15可接收识别的格式，做存储处理，二是基于恒流式热线探针5的设计与校核，将温度信号反馈至恒流电源13下游的电流分流器12，使其输出的热线金属丝6加热电流处于合理范围。

在本发明的一个较优的实施例中，恒流式热线探针5固定在整流罩前端面4的中心，即恒流式热线探针5的外露部分垂直于风轮的扫掠面，其余附件与控制系统通过连接导线17布置于轮毂1内部，轮毂1上的叶片安装孔2内。优选地，恒流式热线探针5露出整流罩前端面4表面的长度为1～2cm。在本发明的一个实施例中，恒流式热线探针5也可以固定在轮毂1的尖端断面。

在本发明的一个较优的实施例中，两根叉杆7外部包裹有保护罩8，保护罩8内填充有绝缘材料。

采用上述风机轮毂中心恒流式热线风速感测系统进行风速测量的方法，包括：

电流分流器12将来自恒流电源13的恒定电流输出至恒流式热线探针5，恒流式热线探针5通电流后发热，温度信号采集器11将探针温度感应器10测得的探针温度数据处理后发送至温度信号采集器11，温度信号采集器11将恒流式热线探针5的温度值发送至信号转化控制器14，信号转化控制器14将温度信号反馈至电流分流器12用于调节恒定电流的数值；同时，温度信号转化为风速数据后发送至SCADA系统15，实现风速的测量和对风速仪16的校正纠偏。

风电机组的SCADA系统15接收了来自信号转化控制器14输出的基于热线金属丝6温度测量并转化后的轮毂1中心处的风速，也记录了布置于机舱上方的风速仪16等测风装置的测量风速。由于恒流式热线探针5已经过校核，其数值更为准确，使用该数据可对风速仪的输出数据进行校正；同时，恒流式热线探针5的风速/温度间的平衡响应较为快速，可以较高的频率连续测量并输出，确保有足够的数量能用于风速仪的数据核验。从而得到二者的对应关系，可直接应用于未安装热线风速测量装置的风电机组的风速仪输出风速的校正纠偏，实现风机及风电场的性能评估与发电量预测等用途。

需要说明的是，以上所述仅为本发明实施方式的一部分，根据本发明所描述的系统所做的等效变化，均包括在本发明的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实例做类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均属于本发明的保护范围。