CN105588950B - 一种超低风速测量系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超低风速测量系统。所述超低风速测量系统包含有带翼型导流提速嘴的风速传感器、高静压管腔、低静压管腔、差压变送器及分析显示装置；所述带翼型导流提速嘴的风速传感器至少设置有一个，其高静压端通过导线输出到高静压管腔，低静压端通过导线输出到低静压管腔，高静压管腔、低静压管腔分别与差压变送器的高静压输入端及低静压输入端连接，差压变送器接到差压信号，实时动态输出到风速测量分析显示装置，分析显示装置将给出风速的测量数值。本发明的优点在于：本发明的超低风速测量系统采用带翼型导流提速嘴的风速传感器，能够实现低风速的高精度测量，缩短信号盲区，输出信号量值大，测量压损小，安装方便，维护成本小。
Description
技术领域
本发明涉及测量技术领域，具体涉及一种超低风速测量系统。
背景技术
在某些工程应用或飞机地面试验中，基于任务要求，需要高精度测量在大中型封闭管道、超低风速(0m/s--10m/s)条件下低风速参数量值,进而实现对低风速工作条件的精确控制。
目前，风速测量方法较多。一般采用管式类(均速管、笛管、背靠管等)测量方法、巴类(威力巴、超力巴、德塔巴等)测量方法、皮托类(皮托文丘里管、皮托涡轮等)测量方法、热式传感测量方法、内藏式传感测量方法、机翼类传感测量方法、横截面多点传感测量方法等，在较大风速条件下，大部分都能满足测量精度的需求，但也存在以下比较突出的问题：
1)在低风速段对低风速参数测量，测量误差很大，部分测量方法甚至在(0m/s--5m/s)区间无信号响应，出现感应盲区。
2)内藏式传感测量方法、机翼类传感测量方法、横截面多点传感测量方法采用的核心测量传感器结构相对复杂，体积较大，不易安装，使用中压损较大，后期维护成本较大。
3)管式类、巴类、皮托类测量方法，核心测量传感器受测量原理和自身结构所限，输出的信号量值相对较小，同时信号输出通道容易堵塞，对实现精确测控带来了诸多不利的影响。
4)热式传感测量方法，对工况使用环境要求较高，应用和推广有一定的局限性。
发明内容
本发明的目的是提供一种超低风速测量系统，以解决或减轻现有技术背景中存在的至少一处的问题。
本发明的技术方案是：一种超低风速测量系统，包含有带翼型导流提速嘴的风速传感器、高静压管腔、低静压管腔、差压变送器及分析显示装置；
所述带翼型导流提速嘴的风速传感器至少设置有一个，其高静压端通过导线输出到高静压管腔，低静压端通过导线输出到低静压管腔，高静压管腔与差压变送器的高静压输入端连接，低静压管腔与差压变送器的低静压输入端连接，差压变送器接到差压信号，实时动态输出到分析显示装置，分析显示装置将给出风速的测量数值。
优选地，所述带翼型导流提速嘴的风速传感器包含主测量元件、支撑翼型柄、固定法兰及翼型导流提速嘴，其中，所述主测量元件包含一个具有前置连接直管段的文丘里喷嘴和一个具有抽吸作用的文丘里管，文丘里喷嘴置于文丘里管内，通过支撑翼型柄连接的文丘里喷嘴与文丘里管的轴心同轴，翼形导流提速嘴安装在文丘里管的外部，靠近文丘里喷嘴的前置连接直管段，固定法兰与支撑翼型柄固定连接。
优选地，所述翼型导流提速嘴两端开口，开口形状为圆孔或方形孔或三角孔，面对被测风的来向端的开口小于相对端的开口。
优选地，所述翼型导流提速嘴在文丘里管的外部设置有3个，绕其中心轴线均匀分布在文丘里管的外表面，互成120°夹角，通过焊接固定连接。
优选地，在测量时，对圆形封闭管道，在同一横截面上，根据封闭管道的尺寸和管道内的流态分布，围绕轴线，圆周均匀布置至少2个测量点，每个测量点，对应布置一支带翼型导流提速嘴的风速传感器1。
优选地，在测量时，对矩形封闭管道，在同一横截面上，按照等面积法和均流速分布法相结合的方法，至少设置2个测量点，每个测量点，对应布置一支带翼型导流提速嘴的风速传感器1。
优选地，所述分析显示装置6设置成为二次仪表或DCS系统。
本发明的有益效果是：本发明的一种超低风速测量系统，解决了在风速较低的情况下的测量问题，与现有技术相比，其优点在于：
1)能够实现风速在低流速条件下的高精度测量，测量精度可达到0.5级，且缩小了信号盲区；
2)结构简单、安装方便，后期维护成本小；
3)输出信号量值大，测量压损小；
4)对使用环境要求较低，可广泛应用。
附图说明
图1是本发明一实施例的超低风速测量系统的原理图；
图2是图1所示的超低风速测量系统的主测量元件的示意图。
其中：1-带翼型导流提速嘴的风速传感器、2-封闭管道、3-高静压管腔、4-低静压管腔、5-差压变送器、6-分析显示装置、7-主测量元件、8-支撑翼型柄、9-固定法兰、10-翼型导流提速嘴、11-文丘里喷嘴、12-文丘里管。
具体实施方式
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，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更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
如图1所示，以圆形封闭管道2为例，本发明提供的一种超低风速测量系统的原理图；超低风速测量系统包含有带翼型导流提速嘴的风速传感器1、高静压管腔3、低静压管腔4、差压变送器5及分析显示装置6。
所述带翼型导流提速嘴的风速传感器1至少设置有一个，其高静压端通过导线输出到高静压管腔3，低静压端通过导线输出到低静压管腔4，高静压管腔3与差压变送器5的高静压输入端连接，低静压管腔4与差压变送器5的低静压输入端连接，差压变送器5接到差压信号，实时动态输出到分析显示装置6，分析显示装置6将给出风速的测量数值。
在本实施例中，带翼型导流提速嘴的风速传感器1设置有三个，其高静压端并联通过导线输出到高静压管腔3，低静压端并联通过导线输出到低静压管腔4，高静压管腔3与差压变送器5的高静压输入端连接，低静压管腔4与差压变送器5的低静压输入端连接，差压变送器5接到差压信号，实时动态输出到分析显示装置6，分析显示装置6将给出风速的测量数值。
如图2所示，带翼型导流提速嘴的风速传感器1，包含主测量元件7、支撑翼型柄8、固定法兰9、翼型导流提速嘴10。其中，所述主测量元件7包含一个具有前置连接直管段的文丘里喷嘴11和一个具有抽吸作用的文丘里管12，文丘里喷嘴11置于文丘里管12内，通过支撑翼型柄8连接的文丘里喷嘴11与文丘里管12的轴心同轴，翼形导流提速嘴10安装在文丘里管12的外部，靠近文丘里喷嘴11的前置连接直管段，固定法兰9与支撑翼型柄8固定连接。
两个差压信号取压导管，一端分别与开在文丘里喷嘴11前后的的取压孔相连，另一端穿过外置文丘里管12、支撑翼型柄8和固定法兰9，与两个信号输出取压管嘴连接。
翼型导流提速嘴10两端开口，开口形状为圆孔或方形孔或三角孔，面对被测风的来向端的开口小于相对端的开口，形成通腔，侧面为类三角形。
在本实施例中，所述翼型导流提速嘴10在文丘里管12的外部设置有3个，绕其中心轴线均匀分布在文丘里管12的外表面，互成120°夹角，通过焊接固定连接。
支撑翼型柄8与主测量元件7中心轴线成45°的夹角，其长度按封闭管道的尺寸和管道内的流态分布设计。可以理解的是，支撑翼型柄8与主测量元件7中心轴线的夹角也可以根据实际情况设定。例如，在一个备选实施例中，支撑翼型柄8与主测量元件7中心轴线成30°的夹角，在另一个备选实施例中，支撑翼型柄8与主测量元件7中心轴线成60°的夹角；支撑翼型柄8与主测量元件7中心轴线的夹角可以为30度至60度。
在测量时，对圆形封闭管道2，在同一横截面上，根据封闭管道2的尺寸和管道内的流态分布，围绕轴线，均匀布置3个测量点。每个测量点位置相对于中心轴线，互成的夹角相等。在本实施例中，每个测量点位置相对于中心轴线，互成120°夹角。可以理解的是，管道内的测量点还可以根据实际情况设定。例如，在一个备选实施例中，均布设置有2个测量点，且测量点的数量可以设置为至少2个。
可以理解的是，对矩形封闭管道，在同一横截面上，按照等面积法和均流速分布法相结合的方法，可以设置至少2个测量点。
以上每个测点，对应布置一支带翼型导流提速嘴的风速传感器1。
管道内所有的带翼型导流提速嘴的风速传感器1，高静压端并联输出到高静压管腔3，低静压端并联输出低静压管腔4。
高静压管腔3、低静压管腔4分别与差压变送器5的高静压输入端及低静压输入端连接。
当管道内的风速发生变化时，差压变送器5将感应到差压信号，实时动态输出到分析显示装置6，分析显示装置6通过函数计算，将给出风速的测量数值。
分析显示装置6设置为二次仪表，差压变送器5将感应到差压信号，实时动态输出到风速测量二次仪表，二次仪表通过函数计算，将给出风速的测量数值。可以理解的是，所述分析显示装置6还可以设置为DCS系统，差压变送器5将感应到差压信号，实时动态输出到风速测量DCS系统，DCS系统通过函数计算，将给出风速的测量数值。
最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (5)
1.一种超低风速测量系统，其特征在于：包含有带翼型导流提速嘴的风速传感器(1)、高静压管腔(3)、低静压管腔(4)、差压变送器(5)及分析显示装置(6)；
所述带翼型导流提速嘴的风速传感器(1)至少设置有一个，其高静压端通过导线输出到高静压管腔(3)，低静压端通过导线输出到低静压管腔(4)，高静压管腔(3)与差压变送器(5)的高静压输入端连接，低静压管腔(4)与差压变送器(5)的低静压输入端连接，差压变送器(5)接到差压信号，实时动态输出到分析显示装置(6)，分析显示装置(6)将给出风速的测量数值；
所述带翼型导流提速嘴的风速传感器(1)包含主测量元件(7)、支撑翼型柄(8)、固定法兰(9)及翼型导流提速嘴(10)，其中，所述主测量元件(7)包含一个具有前置连接直管段的文丘里喷嘴(11)和一个具有抽吸作用的文丘里管(12)，文丘里喷嘴(11)置于文丘里管(12)内，通过支撑翼型柄(8)连接的文丘里喷嘴(11)与文丘里管(12)的轴心同轴，翼形导流提速嘴(10)安装在文丘里管(12)的外部，靠近文丘里喷嘴(11)的前置连接直管段，固定法兰(9)与支撑翼型柄(8)固定连接；
所述翼型导流提速嘴(10)两端开口，开口形状为圆孔或方形孔或三角孔，面对被测风的来向端的开口小于相对端的开口。
2.根据权利要求1所述的超低风速测量系统，其特征在于：所述翼型导流提速嘴(10)在文丘里管(12)的外部设置有3个，绕其中心轴线均匀分布在文丘里管(12)的外表面，互成120°夹角，通过焊接固定连接。
3.根据权利要求1所述的超低风速测量系统，其特征在于：在测量时，对圆形封闭管道，在同一横截面上，根据封闭管道的尺寸和管道内的流态分布，围绕轴线，圆周均匀布置至少2个测量点，每个测量点，对应布置一支带翼型导流提速嘴的风速传感器(1)。
4.根据权利要求1所述的超低风速测量系统，其特征在于：在测量时，对矩形封闭管道，在同一横截面上，按照等面积法和均流速分布法相结合的方法，至少设置2个测量点，每个测量点，对应布置一支带翼型导流提速嘴的风速传感器(1)。
5.根据权利要求1所述的超低风速测量系统，其特征在于：所述分析显示装置(6)设置成为二次仪表或DCS系统。
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