本發明涉及一種光纖Bragg光柵動態風速風向儀及其使用方法，屬于光電子測量器件技術領域。本發明包括葉輪、葉輪轉軸、轉速凸輪、風向標轉軸、尾翼、軸承、緊固螺絲、方向凸輪、光纖Bragg光柵、等強度懸臂梁、底座、角度凸輪；葉輪與葉輪轉軸連接，葉輪轉軸上設置轉速凸輪，葉輪轉軸一側設置等強度懸臂梁，等強度懸臂梁通過緊固螺絲與風向標轉軸固定連接，風向標轉軸通過軸承與底座連接，風向標轉軸上設置有方向凸輪和角度凸輪，風向標轉軸兩側設置有等強度懸臂梁，等強度懸臂梁固定在底座上，光纖Bragg光柵粘貼在等強度懸臂梁表面中心軸線上。本發明能利用光纖Bragg光柵作為傳感元件，實現對風速風向的實時動態在線監測。

1.一種光纖Bragg光柵動態風速風向儀，其特征在于：包括葉輪(1)、葉輪轉軸(2)、轉速凸輪(3)、風向標轉軸(4)、尾翼(5)、軸承(6)、緊固螺絲(7)、方向凸輪(8)、光纖Bragg光柵(9)、等強度懸臂梁(10)、底座(11)、角度凸輪(12)；所述葉輪(1)與葉輪轉軸(2)連接，葉輪轉軸(2)上設置轉速凸輪(3)，葉輪轉軸(2)一側設置第一等強度懸臂梁(10)，第一等強度懸臂梁(10)通過緊固螺絲(7)與風向標轉軸(4)固定連接，風向標轉軸(4)通過軸承(6)與底座(11)連接，風向標轉軸(4)尾部設有尾翼(5)，風向標轉軸(4)上設置有方向凸輪(8)和角度凸輪(12)，風向標轉軸(4)兩側分別設置有第二等強度懸臂梁(10)、第三等強度懸臂梁(10)，第二等強度懸臂梁(10)、第三等強度懸臂梁(10)均固定在底座(11)上，光纖Bragg光柵(9)粘貼在第一等強度懸臂梁(10)、第二等強度懸臂梁(10)、第三等強度懸臂梁(10)表面中心軸線上；所述方向凸輪(8)圓弧圓周的一半設有凸出部分；所述角度凸輪(12)沿圓周對稱設置凸出部分；所述轉速凸輪(3)每旋轉一周，轉速凸輪(3)凸出部分會撞擊第一等強度懸臂梁(10)；風向標轉軸(4)的轉動帶動方向凸輪(8)和角度凸輪(12)旋轉一定角度時，角度凸輪(12)突出部分撞擊第三等強度懸臂梁(10)；方向凸輪(8)與第二等強度懸臂梁(10)配合緊貼。2.根據權利要求1所述的光纖Bragg光柵動態風速風向儀，其特征在于：所述轉速凸輪(3)的一側設有一個凸出部分。3.一種如權利要求1所述的光纖Bragg光柵動態風速風向儀的使用方法，其特征在于：當葉輪(1)被風吹動旋轉，葉輪轉軸(2)轉動帶動轉速凸輪(3)旋轉，轉速凸輪(3)每旋轉一周，轉速凸輪(3)凸出部分會撞擊第一等強度懸臂梁(10)使其產生撓度變化進而導致粘貼在第一等強度懸臂梁(10)的表面光纖Bragg光柵(9)中心發生波長移位，由光纖把波長變化傳出，利用光纖光柵解調儀對波長變化次數進行計數，通過得到的計數就能得到轉速凸輪(3)旋轉的周數，從而獲得轉速凸輪的旋轉頻率f，利用公式求得風速值v，可以實現對風速進行實時監測；當風向改變時，風向標的尾翼(5)受風力發生旋轉，風向標轉軸(4)的轉動帶動方向凸輪(8)和角度凸輪(12)旋轉一定角度，角度凸輪(12)突出部分撞擊第三等強度懸臂梁(10)使其產生撓度變化進而導致粘貼在第三等強度懸臂梁(10)上下表面中心軸線上的光纖Bragg光柵(9)中心波長發生移位，測出此波長移位量Δλ_B，在角度凸輪(12)對稱軸一側的180°范圍內，根據公式：可以得出風向標旋轉角度α與光纖Bragg光柵的Bragg中心波長移位量Δλ_B成線性關系，因此根據Bragg中心波長移位量可得到風向標旋轉的角度，配合緊貼方向凸輪(8)的第二等強度懸臂梁(10)上的Bragg中心波長是否發生移位就可得知在360°范圍內旋轉角度，風向標旋轉角度即風向改變角度，從而計算出風向，實現對風向進行實時監測；其中，Z為葉輪葉片數，β為葉輪葉片的構造角，r為葉輪葉片的平均半徑，θ為角度凸輪凸出部分的頂角，r₃為角度凸輪圓弧部分的半徑，p_e為光纖的有效彈-光系數，h_b為等強度懸臂梁的厚度，l為等強度懸臂梁的長度，α為風向標旋轉角度，λ_B為光纖Bragg光柵的中心波長，Δλ_B為光纖Bragg光柵的中心波長移位量。