CN107576471A - 一种用于风洞内采集风速且可垂直调节多点观测的水平风速仪支架 - Google Patents
一种用于风洞内采集风速且可垂直调节多点观测的水平风速仪支架 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种用于风洞内采集风速且可垂直调节多点观测的水平风速仪支架，所述螺杆安装在外延伸段和水平横梁上设置的通孔内，螺杆与水平横梁之间通过螺纹组件进行固定限位，螺杆的上、下两端还分别设置有顶托和底托，所述顶托和底托与螺杆之间通过螺纹结构进行安装固定，所述风速仪安装在水平横梁上，并且所述风速仪通过数据线连接至数据采集器。本支架改变了单个点逐次移动风速仪采集风速的方法，可同时多点观测采集同一个水平面的风速；可垂直升降水平横梁以改变风速仪的垂直高度，实现了在同一个垂直断面上不同高度的自由调节；通过支架本体底部设置脚轮实现风洞洞体内部前后移动，实现了在同一个水平面上不同距离处多点风速的采集。
Description
技术领域：
本发明属于风洞内风速采集设备技术领域，尤其涉及一种可垂直调节多点观测的水平风速仪支架。
背景技术：
风洞是空气动力学研究和试验中最广泛使用的工具，其本质和核心就是能够通过人工产生和控制气流来模拟物体周围的气体流动和特征，并可量度气流对物体的作用以及观察物理现象的一种管道状实验设备平台，它是进行空气动力实验最常用、最有效的工具。相当于将野外的试验场地搬到了室内，可通过人为控制气流场，具有可控性强，可重复性高的特点，因此，风洞现今广泛的运用于有关空气动力学的研究和各类风工程、环境风场、防风固沙等的研究和测试中。在风洞中主要通过可度量风速的设备来获得气流的风速数据进而进行分析研究。在风洞中使用最为传统的测定风速的方法就是用皮托管来测定试验物体周边的风速，进而研究其流场特征。随着科技的发展，现在有热线、热膜等风速仪也用来测定风速流场。在测定物体周边的流场过程中，皮托管可以单独使用测定风速，也可以多个组合起来使用。因为所需环境可控，不需要在野外开展大规模的试验研究以及效率高等优点，风洞在农田防护林配置、风沙灾害防治措施、防风固沙新材料研发等方面越来越受到重视，成为必不可少的研究设备平台。当前，在风沙环境风洞中大多都是用垂直支架将多个皮托管组合起来使用测定风沙环境风速流场。通过支架将4-10个皮托管组合成一个垂直面测定，测定时以一个测点位置垂直方向不同距离处得到这个点的垂直方向上的风速梯度分布。这种测定方法可以在同一风速条件下将测点位置不同高度的风速数值一次性获得。如果有多个测点，则要将各测点逐个进行移动后测定，最后整理数据获得风速流场。例如，在风洞中对防护林进行配置试验，经常就会有均匀配置的模型，或是较为均一的林带配置，就需要对配置模型内部和周边较大的空间逐个位点进行风速风场的测定；还比如，在风洞中进行各类不同沙障防风固沙性能的研究，沙障模型的配置若为条带状配置，就需要对沙障内、外部空间不同位点的风速数值进行采集，才能获得整体的空间流场的特性，等等，这些风洞实验均为较为单一模型的配置，采用上述垂直支架测定风速需要逐点进行测定，较为繁琐，也耗费人工和体力。例如，在风洞中进行不同林带的均匀配置模型，或是进行不同沙障防风效能的研究等，为了获得水平方向上某一高度的风速流场，若配置模型为1mⅹ1m，测点距离为0.1ⅹ0.1m，则测定位点至少有100个点，采用上述垂直支架进行测定则每个点逐一需要进行移动测定，这样较为繁琐，效率不高。因此，如何采用一种较快的方法，高效的获得各个点的风速数据，并研究其流场特征成为风沙环境风洞中重要的工作。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题是：提供一种风洞试验中可以水平方向上且同时多点测定风速的支架，可以同时获得水平面上同一高度的多个测定位点的风速数值，克服了垂直支架在测定同一高度风速数值过程中的不同步性，逐一需要移动，测定繁琐，测试效率低，测试工作量大的弊端。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种用于风洞内采集风速且可垂直调节多点观测的水平风速仪支架，包括支架本体、水平横梁、多个风速仪、螺杆和数据采集器，所述支架本体两侧对称设置有外延伸段，所述外延伸段和水平横梁上均设置有供螺杆穿过的通孔，所述螺杆安装在外延伸段和水平横梁上设置的通孔内，所述螺杆与水平横梁之间通过螺纹组件进行固定限位，所述螺杆的上、下两端还分别设置有顶托和底托，所述顶托和底托与螺杆之间通过螺纹结构进行安装固定，所述风速仪安装在水平横梁上，并且所述风速仪通过数据线连接至数据采集器，所述支架本体下部设置有脚轮。
作为优选，所述水平横梁包括横梁上结构和横梁下结构，所述横梁上结构和横梁下结构通过紧固件夹紧固定，并且横梁上结构和横梁下结构之间配合开设有安装孔，所述风速仪可水平设置在安装孔内。
作为优选，所述水平横梁迎风面设置为圆弧面结构。
作为优选，所述螺纹组件包括螺栓托和螺母，所述螺栓托和螺母分别设置在水平横梁的下部和上部。
与现有技术相比，本发明的有益之处是：
1、改变了单个点逐次移动风速仪采集风速的方法，可同时多点观测采集同一个水平面的风速；
2、可垂直升降水平横梁以改变风速仪的垂直高度，实现了在同一个垂直断面上不同高度的自由调节；
3、通过支架本体底部设置脚轮实现风洞洞体内部前后移动，实现了在同一个水平面上不同距离处多点风速的采集；
4、通过调节水平横梁上结构和下结构两部分的距离，可以固定皮托管、热线风速仪等多种风速仪设备，扩大了使用范围；
5、通过螺纹结构安装固定的顶托和底托可分别顶到风洞洞体的上下壁面，可将风速仪支架固定到风洞洞体内，保证了风速仪水平横梁的稳定性；
6、此外还具有移动方便，测定简单，测试效率高，减少了测试工作量，省时省工的优点，提高了采集数据的效率。
附图说明：
下面结合附图对本发明进一步说明。
图1是本发明的整体机构示意图。
图2是水平横梁的结构示意图的主视图。
图3是水平横梁的结构示意图的右视图。
图4是水平横梁和螺杆之间的安装结构示意图。
具体实施方式：
下面结合附图及具体实施方式对本发明进行详细描述：
如图1和图4所示的一种用于风洞内采集风速且可垂直调节多点观测的水平风速仪支架，包括支架本体1、水平横梁2、多个风速仪3、螺杆5和数据采集器12，所述支架本体1两侧对称设置有外延伸段4，所述外延伸段4和水平横梁2上均设置有供螺杆5穿过的通孔，所述螺杆5安装在外延伸段4和水平横梁2上设置的通孔内，所述螺杆5与水平横梁2之间通过螺纹组件进行固定限位，由于采用螺纹结构因此可实现对水平横梁2高度的自由调节，所述螺杆5的上、下两端还分别设置有顶托8和底托9，所述顶托8和底托9与螺杆5之间通过螺纹结构进行安装固定，通过螺纹结构安装固定的顶托8和底托9可分别顶到风洞洞体的上下壁面上，可将支架本体1固定到风洞洞体内，保证了安装风速仪3的水平横梁2的稳定性，所述风速仪3安装在水平横梁2上，并且多个所述风速仪3通过数据线11连接至数据采集器12，实现同一水平面多点实时风速的观测采集，所述支架本体1下部设置有脚轮10，支架本体1后部的两个脚轮为刹车脚轮，可将支架本体1固定下来。
如图2和图3所示，所述水平横梁2包括横梁上结构13和横梁下结构14，所述横梁上结构13和横梁下结构14通过紧固件16夹紧固定，横梁上结构13和横梁下结构14的厚度相等且均设置为1-1.5cm，水平横梁2的宽度为3-5cm，水平横梁2的长度则短于进行试验的风洞洞体试验段的横截面长度，并且横梁上结构13和横梁下结构14之间配合开设有安装孔15，所述风速仪3水平插入固定在安装孔15内，由于水平横梁2是可分离设置的横梁上结构13和横梁下结构14的结合体，因此通过调节横梁上结构13和横梁下结构14两部分之间的距离，实现固定皮托管、热线风速仪等多种风速仪设备，扩大了使用范围。
如图3所示，在实际应用中，所述水平横梁2迎风面设置为圆弧面结构17，以此减少来流风速的摩擦阻力。
所述螺纹组件包括螺栓托6和螺母7，所述螺栓托6和螺母7分别设置在水平横梁2的下部和上部，通过螺栓托6和螺母7可以自由的对水平横梁2进行垂直上、下调节移动，所述螺栓托6的托盘面积较大，可提供对水平横梁2的稳定支撑，同时螺母7设置在上部，仅用于配合螺栓托6加紧水平横梁，因此为了节约成本，选用螺母7即可。
需要强调的是：以上仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (4)
1.一种用于风洞内采集风速且可垂直调节多点观测的水平风速仪支架，其特征在于：包括支架本体(1)、水平横梁(2)、多个风速仪(3)、螺杆(5)和数据采集器(12)，所述支架本体(1)两侧对称设置有外延伸段(4)，所述外延伸段(4)和水平横梁(2)上均设置有供螺杆(5)穿过的通孔，所述螺杆(5)安装在外延伸段(4)和水平横梁(2)上设置的通孔内，所述螺杆(5)与水平横梁(2)之间通过螺纹组件进行固定限位，所述螺杆(5)的上、下两端还分别设置有顶托(8)和底托(9)，所述顶托(8)和底托(9)与螺杆(5)之间通过螺纹结构进行安装固定，所述风速仪(3)安装在水平横梁(2)上，并且所述风速仪(3)通过数据线(11)连接至数据采集器(12)，所述支架本体(1)下部设置有脚轮(10)。
2.根据权利要求1所述的用于风洞内采集风速且可垂直调节多点观测的水平风速仪支架，其特征在于：所述水平横梁(2)包括横梁上结构(13)和横梁下结构(14)，所述横梁上结构(13)和横梁下结构(14)通过紧固件(16)夹紧固定，并且横梁上结构(13)和横梁下结构(14)之间配合开设有安装孔(15)，所述风速仪(3)可水平设置在安装孔(15)内。
3.根据权利要求1或2所述的用于风洞内采集风速且可垂直调节多点观测的水平风速仪支架，其特征在于：所述水平横梁(2)迎风面设置为圆弧面结构(17)。
4.根据权利要求1所述的用于风洞内采集风速且可垂直调节多点观测的水平风速仪支架，其特征在于：所述螺纹组件包括螺栓托(6)和螺母(7)，所述螺栓托(6)和螺母(7)分别设置在水平横梁(2)的下部和上部。
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