CN112098040B - 一种方向动压探针安装角的测量装置及测量方法 - Google Patents

一种方向动压探针安装角的测量装置及测量方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112098040B
CN112098040B CN202011297162.8A CN202011297162A CN112098040B CN 112098040 B CN112098040 B CN 112098040B CN 202011297162 A CN202011297162 A CN 202011297162A CN 112098040 B CN112098040 B CN 112098040B
Authority
CN
China
Prior art keywords
wind tunnel
angle
dynamic pressure
pressure probe
probe
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202011297162.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112098040A (zh
Inventor
郭奇灵
郭向东
赵献礼
易贤
刘森云
罗英杰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Low Speed Aerodynamics Institute of China Aerodynamics Research and Development Center
Original Assignee
Low Speed Aerodynamics Institute of China Aerodynamics Research and Development Center
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Low Speed Aerodynamics Institute of China Aerodynamics Research and Development Center filed Critical Low Speed Aerodynamics Institute of China Aerodynamics Research and Development Center
Priority to CN202011297162.8A priority Critical patent/CN112098040B/zh
Publication of CN112098040A publication Critical patent/CN112098040A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112098040B publication Critical patent/CN112098040B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M9/00—Aerodynamic testing; Arrangements in or on wind tunnels
    • G01M9/06—Measuring arrangements specially adapted for aerodynamic testing
    • G01M9/062—Wind tunnel balances; Holding devices combined with measuring arrangements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M9/00—Aerodynamic testing; Arrangements in or on wind tunnels
    • G01M9/02—Wind tunnels
    • G01M9/04—Details

Abstract

本发明适用于风洞测量技术领域，提供了一种方向动压探针安装角的测量装置及测量方法，其中，所述测量装置包括排管架，所述排管架包括支撑杆和基准直杆，所述支撑杆呈长条形，所述基准直杆位于所述支撑杆的纵剖面的一侧；所述支撑杆的纵剖面的另一侧设置有方向动压探针i；所述基准直杆上标记有两个基准点A0和B0，所述方向动压探针i上标记有两个基准点A i 和B i ，其中i为方向动压探针的序号，i≥1。本发明能够提升方向动压探针安装角的测量精度、测量效率。

Description

一种方向动压探针安装角的测量装置及测量方法
技术领域
本发明属于风洞测量技术领域，尤其涉及一种方向动压探针安装角的测量装置及测量方法。
背景技术
局部气流偏角是风洞流场品质最重要的指标之一，是指风洞试验段内气体流线与风洞基准线的夹角，分解为铅垂面内与风洞轴线的夹角（即俯仰角）和水平面内与风洞轴线的夹角（即偏航角）。局部气流偏角指标的高要求，使得对其测量的方法和仪器要求很高。
目前的局部气流偏角测量方法中，需要测量出各个探针的名义气流偏角及安装角，实际气流偏角即为名义气流偏角减去探针的安装角。
一方面，现有技术中利用高度尺、高精度水平仪、铅垂仪等仪器测出探针的安装角，测量精度有赖于高度尺、高精度水平仪、铅垂仪这三种设备的精度，容易造成较大的累计误差，测量精度较差；
另一方面，当需要测量探针在风洞试验段内的多个位置的安装角时，每个探针均需利用高度尺、高精度水平仪、铅垂仪等仪器重复测量一遍，测量效率较低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种方向动压探针安装角的测量装置及测量方法，旨在解决现有技术中的方向动压探针安装角的测量精度较差、测量效率较低的技术问题。
本发明提供了一种方向动压探针安装角的测量装置，所述测量装置用于测量方向动压探针 i 相对于风洞的安装角，其包括排管架，所述排管架包括支撑杆和基准直杆，所述支撑杆呈长条形，所述基准直杆位于所述支撑杆的纵剖面的一侧；
所述支撑杆的纵剖面的另一侧设置有方向动压探针 i ；
所述基准直杆上标记有两个基准点A0和B0，所述方向动压探针 i 上标记有两个基准点A i 和B i ，其中 i 为方向动压探针的序号， i ≥1。
进一步地，所述基准直杆和/或所述方向动压探针 i 与所述支撑杆垂直。
进一步地，所述基准直杆呈长方体。
本发明还提供了一种方向动压探针安装角的测量方法，所述测量方法用于测量方向动压探针相对于风洞的安装角，其包括如下步骤：
步骤S10：将上述任一所述的方向动压探针安装角的测量装置安装于风洞试验段内的位置n 1处，其中，所述支撑杆的两端分别抵靠在风洞试验段内的顶部和底部，所述基准直杆面向风洞的背风侧，所述方向动压探针 i 面向风洞的迎风侧，n 1为测量装置首次安装于风洞试验段内的位置；
步骤S20：在现有风洞基准平面上标记三个基准点C、D和E，在现有风洞基准平面内 的现有风洞轴线上标记两个基准点F和G，测量C、D、E、F、G的坐标、、、、，并 以、、建立当前风洞基准平面、以、
Figure 421178DEST_PATH_IMAGE007
建立当前风洞基准平面内的当前风洞轴 线，以当前风洞基准平面、当前风洞基准平面内的当前风洞轴线为基础建立当前坐标系；
步骤S30：测量A0、B0、A i 、B i 在当前坐标系内的坐标、、、
Figure 82917DEST_PATH_IMAGE011
；
步骤S40：计算
Figure 742745DEST_PATH_IMAGE012
和
Figure 452075DEST_PATH_IMAGE013
的夹角
Figure 340396DEST_PATH_IMAGE014
，将
Figure 160585DEST_PATH_IMAGE014
分解为铅垂面内与当前风洞轴线的夹角
Figure 949287DEST_PATH_IMAGE015
和水平面内与当前风洞轴线的夹角
Figure 829518DEST_PATH_IMAGE016
；计算
Figure 205136DEST_PATH_IMAGE017
和
Figure 829015DEST_PATH_IMAGE018
的夹角γ n1 ，将γ n1分解为铅垂面内与当前风洞轴线的夹角
Figure 475154DEST_PATH_IMAGE019
和水平面内与当前风洞轴线的夹角
Figure 588603DEST_PATH_IMAGE020
；
步骤S50：计算方向动压探针 i 在风洞试验段内的位置n 1处相对于风洞的安装 角，包括俯仰角和偏航角
Figure 613508DEST_PATH_IMAGE022
，其中，。
进一步地，在计算方向动压探针 i 在风洞试验段内的位置nj处相对于风洞的安装角时，其中j为风洞试验段内的除去n 1位置的位置序号，j≥2，包括如下步骤：
步骤S60：测量A0、B0的坐标
Figure 745784DEST_PATH_IMAGE025
、
Figure 711466DEST_PATH_IMAGE026
；
步骤S70：计算
Figure 830732DEST_PATH_IMAGE017
和
Figure 223667DEST_PATH_IMAGE027
的夹角γ nj ，将γ nj 分解为铅垂面内与风洞轴线的夹角
Figure 297059DEST_PATH_IMAGE028
和水平面内与风洞轴线的夹角
Figure 863169DEST_PATH_IMAGE029
；
步骤S80：计算方向动压探针 i 在风洞试验段内的位置nj处相对于风洞的安装角，包括俯仰角
Figure 102521DEST_PATH_IMAGE030
和偏航角
Figure 666357DEST_PATH_IMAGE031
，其中
Figure 725580DEST_PATH_IMAGE032
，
Figure 531600DEST_PATH_IMAGE033
。
进一步地，所述步骤S30和步骤S60中，通过绝对关节臂来测量坐标。
本发明相对于现有技术至少具有如下技术效果：
1.本发明中，在第一次测量时，需要测量方向动压探针 i 相对于基准直杆的角度和基准直杆相对于风洞轴线的角度，而且方向动压探针 i 和基准直杆均设置在支撑杆上，因此，方向动压探针 i 相对于基准直杆具有固定的角度，因此，在下一次测量时，便仅仅需要测量基准直杆相对于风洞轴线的角度即可，提升了测量效率；
2.本发明中，在正式试验前，可以在风洞外提前测量方向动压探针 i 相对于基准直杆的角度，在正式进行试验时，直接利用该角度即可，同样提升了测量效率；
3.本发明中，对于同一个方向动压探针安装角的测量装置，方向动压探针 i 相对于基准直杆角度是不会变化的，因此，仅需测量一次方向动压探针 i 相对于基准直杆的角度即可，进一步同样提升了测量效率；
4.本发明中，测量的维度仅仅包括坐标，而现有技术中需要依赖于多种测量维度，因而，本发明的测量精度较高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明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，下面所描述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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种方向动压探针安装角的测量装置示意图；
图2是本发明实施例提供的一种方向动压探针安装角的测量方法示意图一；
图3是本发明实施例提供的一种方向动压探针安装角的测量方法示意图二；
图4是本发明实施例提供的一种测压系统示意图；
图5是本发明实施例提供的一种测压方法示意图；
图6是本发明实施例提供的一种风洞局部气流偏角的测量方法示意图。
具体实施方式
在下文中将参考附图对本发明的各方面进行更充分的描述。然而，本发明可以具体化成许多不同形式且不应解释为局限于贯穿本发明所呈现的任何特定结构或功能。相反地，提供这些方面将使得本发明周全且完整，并且本发明将给本领域技术人员充分地传达本发明的范围。基于本文所教导的内容，本领域的技术人员应意识到，无论是单独还是结合本发明的任何其它方面实现本文所公开的任何方面，本发明的范围旨在涵盖本文中所公开的任何方面。例如，可以使用本文所提出任意数量的装置或者执行方法来实现。另外，除了本文所提出本发明的多个方面之外，本发明的范围更旨在涵盖使用其它结构、功能或结构和功能来实现的装置或方法。应可理解，其可通过权利要求的一或多个元件具体化本文所公开的任何方面。
在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本公开。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。
在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。
对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。
如图1所示为本发明实施例中的一种方向动压探针安装角的测量装置，所述测量装置用于测量方向动压探针 i 相对于风洞的安装角，其包括排管架2，所述排管架2包括支撑杆p和基准直杆l，所述支撑杆p呈长条形，在实际测量时，将所述支撑杆p的两端分别抵靠在风洞试验段5的顶部和底部，所述基准直杆l位于所述支撑杆的纵剖面ax的一侧；
所述支撑杆p的纵剖面ax的另一侧设置有方向动压探针 i ；
由于将方向动压探针 i 和基准直杆l设置在支撑杆p的不同侧，因此，当将本发明实施例中的测量装置安装在风洞试验段内时，可使基准直杆l面向风洞的背风侧，所述方向动压探针 i 面向风洞的迎风侧；
所述基准直杆l上标记有两个基准点A0和B0，所述方向动压探针 i 上标记有两个基准点A i 和B i ，其中 i 为方向动压探针的序号， i ≥1。所有的方向动压探针 i 组成了方向动压探针组合1。
进一步地，所述基准直杆l和/或所述方向动压探针 i 与所述支撑杆p垂直。
进一步地，所述基准直杆l呈长方体。
本发明实施例中的方向动压探针安装角的测量装置，在第一次测量时，需要测量方向动压探针 i 相对于基准直杆l的角度和基准直杆l相对于风洞轴线的角度，而且方向动压探针 i 和基准直杆l均设置在支撑杆p上，因此，方向动压探针 i 相对于基准直杆l具有固定的角度，因此，在下一次测量时，便仅仅需要测量基准直杆l相对于风洞轴线的角度即可；然而现有技术中，是直接测量方向动压探针相对于风洞轴线的角度，而方向动压探针的数量通常为多个，因此，每次均需要测量每个方向动压探针相对于风洞轴线的角度；以10个方向动压探针为例，本发明实施例中，在第一次测量时，需要测量10个方向动压探针相对于基准直杆l的角度和基准直杆l相对于风洞轴线的角度，因此，需要测量11个角度值，在第二次测量时，则仅需要再次测量基准直杆l相对于风洞轴线的角度即可，也就是说，本发明实施例中的方向动压探针安装角的测量装置在进行第二次以后的测量时，仅仅需要测量一个角度值即可。反观现有技术，无论是第一次测量还是第二次以后的测量，均需要测量10个角度值，测量效率较低。
更为重要的是，本发明中，在正式试验前，可以提前测量方向动压探针 i 相对于基准直杆的角度，在正式进行试验时，直接利用该角度即可，因此，在正式进行试验时，仅需测量一个角度即可，同样提升了测量效率；
另外，对于同一个方向动压探针安装角的测量装置，方向动压探针 i 相对于基准直杆角度是不会变化的，因此，仅需测量一次方向动压探针 i 相对于基准直杆的角度即可，在以后的试验中，均无需再次测量该角度，因而大幅度提升了测量效率。
值得说明的是，每次测量时，所在的风洞试验段内的位置通常不同。
同时，如图2所示，本发明实施例还提供了如下的一种方向动压探针安装角的测量方法，该测量方法能够大幅提高第一次测量时的精度，同时也为第二次以后的测量提供了精度保证和效率保证。
具体地，第一次测量时，方向动压探针 i 在风洞试验段内的位置n 1处，第二次以后的测量时，方向动压探针 i 在风洞试验段内的位置nj处，其中j为风洞试验段内的除去n 1位置的位置序号，j≥2。
本发明实施例提供了一种方向动压探针安装角的测量方法，用于测量方向动压探针相对于风洞的安装角，其包括如下步骤：
步骤S10：将上述中的方向动压探针安装角的测量装置安装于风洞试验段内的位置n 1处，其中，所述支撑杆p的两端分别抵靠在风洞试验段内的顶部和底部，所述基准直杆l面向风洞的背风侧，所述方向动压探针 i 面向风洞的迎风侧，n 1为测量装置首次安装于风洞试验段内的位置；
步骤S20：在现有风洞基准平面3上标记三个基准点C、D和E，在现有风洞基准平面 内的现有风洞轴线4上标记两个基准点F和G，测量C、D、E、F、G的坐标
Figure 625458DEST_PATH_IMAGE034
、、、、，并以、、建立当前风洞基准平面、以
Figure 154604DEST_PATH_IMAGE035
、建立当前风洞基准平面内的 当前风洞轴线，以当前风洞基准平面、当前风洞基准平面内的当前风洞轴线为基础建立当 前坐标系；
步骤S30：测量A0、B0、A i 、B i 在当前坐标系内的坐标
Figure 814573DEST_PATH_IMAGE036
、、
Figure 924928DEST_PATH_IMAGE037
、；
步骤S40：计算
Figure 756278DEST_PATH_IMAGE012
和
Figure 747368DEST_PATH_IMAGE013
的夹角
Figure 524831DEST_PATH_IMAGE014
，将
Figure 943174DEST_PATH_IMAGE014
分解为铅垂面内与当前风洞轴线的夹角
Figure 937412DEST_PATH_IMAGE015
和水平面内与当前风洞轴线的夹角
Figure 528931DEST_PATH_IMAGE016
；计算
Figure 160900DEST_PATH_IMAGE017
和
Figure 15724DEST_PATH_IMAGE013
的夹角γ n1 ，将γ n1分解为铅垂面内与当前风洞轴线的夹角
Figure 795461DEST_PATH_IMAGE019
和水平面内与当前风洞轴线的夹角
Figure 128353DEST_PATH_IMAGE020
；
步骤S50：计算方向动压探针 i 在风洞试验段内的位置n 1处相对于风洞的安装角，包括俯仰角
Figure 381874DEST_PATH_IMAGE021
和偏航角
Figure 142019DEST_PATH_IMAGE039
，其中
Figure 346736DEST_PATH_IMAGE040
，
Figure 545636DEST_PATH_IMAGE041
。
一方面，本发明实施例中，测量的维度仅仅包括坐标，而现有技术中需要依赖于多种测量维度（也就是需要多种测量设备），因而，本发明实施例中的测量精度较高；另一方面，首次测量中的
Figure 152198DEST_PATH_IMAGE042
和
Figure 581780DEST_PATH_IMAGE016
还可以在第二次以后的测量中得到利用，为提高第二次以后的测量的效率，提供了基础。
如图3所示，本发明实施例还提供了一种方向动压探针安装角的测量方法，其用于计算方向动压探针 i 在风洞试验段内的位置nj处相对于风洞的安装角，其中j为风洞试验段内的除去n 1位置的位置序号，j≥2，包括如下步骤：
步骤S60：测量A0、B0的坐标
Figure 336109DEST_PATH_IMAGE025
、
Figure 10804DEST_PATH_IMAGE026
；
步骤S70：计算
Figure 471872DEST_PATH_IMAGE017
和
Figure 839400DEST_PATH_IMAGE027
的夹角γ nj ，将γ nj 分解为铅垂面内与风洞轴线的夹角
Figure 81025DEST_PATH_IMAGE028
和水平面内与风洞轴线的夹角
Figure 795297DEST_PATH_IMAGE029
；
步骤S80：计算方向动压探针 i 在风洞试验段内的位置nj处相对于风洞的安装角，包括俯仰角
Figure 376451DEST_PATH_IMAGE030
和偏航角
Figure 649300DEST_PATH_IMAGE031
，其中
Figure 378222DEST_PATH_IMAGE043
，
Figure 394719DEST_PATH_IMAGE044
。
可见，由于
Figure 328915DEST_PATH_IMAGE015
和已经在首次测量中得到，因此，本发明实施例中的方向 动压探针安装角的测量装置在进行第二次以后的测量时，仅仅需要测量一个角度值γ nj 即 可。
为了提高坐标的测量精度，所述步骤S30和步骤S60中，通过绝对关节臂来测量坐标。
如图4所示，本发明实施例提供了一种测压系统，所述测压系统用于测量方向动压探针 i 的测点的相对压力，所述方向动压探针 i 置于风洞试验段内，所述方向动压探针 i 的测点包括中心测点①、上测点②、下测点③、左测点④、右测点⑤、尾测点⑥；
本发明实施例提供了一种测压系统，其包括：第一电子扫描阀6、第二电子扫描阀7、二位三通阀一8、二位三通阀二9、第一压力控制器10、第二压力控制器11、第一绝压传感器12、第二绝压传感器13；
所述第一电子扫描阀6的测压口分别与上测点②、下测点③、左测点④、右测点⑤、尾测点⑥连接，所述第二电子扫描阀7的测压口与中心测点①连接；所述第一电子扫描阀6和第二电子扫描阀7的参考端分别与二位三通阀一8、二位三通阀二9的入口连接；
所述二位三通阀一8和所述二位三通阀二9的第一出口均与风洞驻室15连接，所述二位三通阀一8和所述二位三通阀二9的第二出口分别与所述第一压力控制器10、所述第二压力控制器11的第一端连接；
所述第一压力控制器10、所述第二压力控制器11的第二端分别与所述第一绝压传感器12、第二绝压传感器13连接。
对于中心测点①、上测点②、下测点③、左测点④、右测点⑤、尾测点⑥而言，中心测点①的压力远大于上测点②、下测点③、左测点④、右测点⑤、尾测点⑥的压力，而本发明实施例中，利用第一电子扫描阀6测量上测点②、下测点③、左测点④、右测点⑤、尾测点⑥处的与第一压力控制器10的相对压力，利用第二电子扫描阀7测量中心测点①处与第二压力控制器11的相对压力，由于压力控制器的压力可在试验过程中调节，因此，可以将第一电子扫描阀6和第二电子扫描阀7选定为较小的量程，以提高测量精度；而现有技术中，通常通过一个电子扫描阀来测量所有测点与外界大气的相对压力，如果需要高精度测量多个试验工况点，便需要反复更换电子扫描阀，增加了更换时间，测量效率降低；本发明中，仅利用两个较小量程的电子扫描阀就可实现风洞密度、风速大范围变动下多个试验工况点的高精度压力测量，节省了因测量精度的高要求而反复更换电子扫描阀的步骤，提高了风洞试验的效率和经济性。
进一步地，还包括风洞静压探针16、风洞总压探针17、第三绝压传感器18、第四绝压传感器19，所述风洞静压探针16、所述风洞总压探针17分别与所述第三绝压传感器18、第四绝压传感器19连接，所述风洞静压探针16设置于风洞左侧壁或者右侧壁，所述风洞总压探针17设置于风洞顶壁或者底壁。
对于变密度风洞，风洞内部压力稳定前，其内的压力变化较大，现有技术中测量时，小量程电子扫描阀极易超其量程，发生损坏，缺乏足够的安全性；而本发明实施例中，所述二位三通阀一8和所述二位三通阀二9的第一出口均与风洞驻室15连接，而风洞驻室15与风洞试验段连通，风洞驻室15与外界隔绝，故风洞驻室15与风洞试验段5内的压力接近，因此，在风洞内的压力稳定前，可将所述二位三通阀一8和所述二位三通阀二9的入口和其第一出口导通；而本发明实施例中，中心测点①与风洞总压探针17所测压力接近，上测点②、下测点③、左测点④、右测点⑤、尾测点⑥与风洞静压探针16所测压力接近，在风洞内的压力稳定后，根据风洞静压探针16和风洞总压探针17所连第三绝压传感器18和第四绝压传感器19的读数分别调节所述第一压力控制器10和所述第二压力控制器11的压力，再将所述二位三通阀一8和所述二位三通阀二9的入口和其第二出口导通；在风速调节过程中，读取第一电子扫描阀6、第二电子扫描阀7上的读数，同时调节第一压力控制器10第二压力控制器11的压力，使第一电子扫描阀6、第二电子扫描阀7的所测压力不超过其量程；因而本发明实施例具有较高的安全性。
再者，本发明实施例中，并不测量中心测点①、上测点②、下测点③、左测点④、右测点⑤、尾测点⑥与外界大气的相对压力，而是测量其与压力控制器的相对压力，具体地，将所述二位三通阀一8和所述二位三通阀二9的第二出口分别与所述第一压力控制器10的第一端、所述第二压力控制器11的第一端连接，因此，在风洞内的压力稳定后，如果风洞内的压力较大/较小，则可以调整所述第一压力控制器10、所述第二压力控制器11的压力，使第一电子扫描阀6和第二电子扫描阀7的测量值的绝对量变小，因而进一步保障了安全性，同时，第一电子扫描阀6和第二电子扫描阀7的测量值分别为其与所述第一压力控制器10、所述第二压力控制器11的相对压力，可人为调节，因此，可以将第一电子扫描阀6和第二电子扫描阀7选定为较小的量程，以提高测量精度。
进一步地，在计算风洞局部气流偏角时，需要计算所述第一压力控制器10、所述第二压力控制器11的读数之差，一方面，可以直接读取第一压力控制器10、所述第二压力控制器11的读数，再进行减法运算；另一方面，本发明实施例中的一种测压系统，还包括差压传感器14，所述差压传感器14的第一端连接于所述第一压力控制器10与所述第一绝压传感器12之间，所述差压传感器14的第二端连接于所述第二压力控制器11与所述第二绝压传感器13之间；如果采用差压传感器14来获取第一压力控制器10、第二压力控制器11之间的压力差，由于第一压力控制器10、第二压力控制器11之间的压力差通常不会很大，因而，差压传感器14同样可以采用小量程。
进一步地，当所述二位三通阀一8和二位三通阀二9处于第一状态时，二位三通阀一8、二位三通阀二9的入口分别与二位三通阀一8、二位三通阀二9的第一出口导通，当所述二位三通阀一8和二位三通阀二9处于第二状态时，二位三通阀一8、二位三通阀二9的入口分别与二位三通阀一8、二位三通阀二9的第二出口导通。通常，在风洞内部压力稳定前，所述二位三通阀一8和二位三通阀二9处于第一状态；在风洞内部压力稳定后，所述二位三通阀一8和二位三通阀二9处于第二状态。
进一步地，所述第一电子扫描阀6、第二电子扫描阀7、差压传感器14的量程小于所述第一绝压传感器12、第二绝压传感器13的量程。
如图5所示，本发明实施例还提供了一种测压方法，其利用如上所述的测压系统进行测量，其包括如下步骤:
步骤S100:使所述二位三通阀一8和二位三通阀二9均处于第一状态，在风速为0的状态下，调节风洞密度；这一步骤的主要目的是调节风洞内部压力，使风洞内部压力尽快提升到目标压力附近；在这一过程中，二位三通阀一8、二位三通阀二9的入口分别与二位三通阀一8、二位三通阀二9的第一出口导通，而二位三通阀一8和所述二位三通阀二9的第一出口均与风洞驻室15连接，因而不会对第一电子扫描阀6、第二电子扫描阀7造成损坏；
步骤S200:在保持风洞密度不变的情况下，使所述二位三通阀一8和二位三通阀二9均处于第一状态，读取第三绝压传感器18的读数、第四绝压传感器19的读数，调节第一压力控制器10和第二压力控制器11的压力，使第一绝压传感器12的读数和第三绝压传感器18的读数相同、第二绝压传感器13上的读数和第四绝压传感器19的读数相同；这一步骤的主要目的是为了让第一电子扫描阀6所测压力、第二电子扫描阀7所测压力分别和所述第一压力控制器10，所述第二压力控制器11的相对压力不超过第一电子扫描阀6、第二电子扫描阀7的量程，从而保护第一电子扫描阀6、第二电子扫描阀7在所述二位三通阀一8和二位三通阀二9切换状态过程中不会损坏；
步骤S300：使所述二位三通阀一8和二位三通阀二9均处于第二状态，调节风速，同时调节第一压力控制器10和第二压力控制器11的压力，使第一电子扫描阀6、第二电子扫描阀7的读数不超过其量程；这一步骤的主要目的是为了满足试验时的气流条件，使气体流速达到目标流速，同时保证风速调节过程中第一电子扫描阀6、第二电子扫描阀7不超量程。
步骤S400:在风速及风洞内部压力稳定后，使所述二位三通阀一8和二位三通阀二9均处于第二状态，调节第一压力控制器10、第二压力控制器11的压力，使第一电子扫描阀6、第二电子扫描阀7上的读数均位于量程的设定阈值占比范围σ之间；这一步骤的目的为了使安全性和精确性均得到保证，具体地，如果不进行此步骤，那么读数可能非常接近第一电子扫描阀6、第二电子扫描阀7可以测量的最大值，尽管这样的读数精确性相对较高，但容易对安全性构成威胁；而读数也可能非常接近第一电子扫描阀6、第二电子扫描阀7可以测量的最小值，尽管这样的读数安全性相对较高，但精确性较差。
步骤S500:读取第一电子扫描阀6、第二电子扫描阀7上的读数。
具体地，所述设定阈值占比范围σ为：1/3≤σ≤4/5。该设定阈值占比范围σ能够较好地在安全性和精确性之间得到平衡。
如图6所示，本发明实施例还提供了一种风洞局部气流偏角的测量方法，其包括如下步骤:
步骤S600：测量方向动压探针 i 在风洞试验段内的位置nk处相对于风洞的安装 角，包括俯仰角
Figure 988884DEST_PATH_IMAGE045
和偏航角
Figure 809072DEST_PATH_IMAGE046
；
步骤S700：根据上述中的测压方法，测量方向动压探针 i 在风洞试验段内的位置nk处的中心测点①、上测点②、下测点③、左测点④、右测点⑤、尾测点⑥的相对压力，分别表示为
Figure 99239DEST_PATH_IMAGE047
、
Figure 41787DEST_PATH_IMAGE048
、
Figure 918870DEST_PATH_IMAGE049
、
Figure 277170DEST_PATH_IMAGE050
、
Figure 749740DEST_PATH_IMAGE051
、
Figure 800872DEST_PATH_IMAGE052
；并于步骤S500中读取差压传感器14的读数，表示为
Figure 663786DEST_PATH_IMAGE053
；
步骤S800：计算方向动压探针 i 在风洞试验段内的位置nk处的风洞局部气流偏角。
具体地，所述风洞局部气流偏角包括俯仰角
Figure 324312DEST_PATH_IMAGE045
和偏航角
Figure 385809DEST_PATH_IMAGE046
，其中，
Figure 607843DEST_PATH_IMAGE054
，
Figure 958053DEST_PATH_IMAGE055
。
可以看到，本发明实施例中，
Figure 986052DEST_PATH_IMAGE056
、
Figure 105318DEST_PATH_IMAGE048
、
Figure 722420DEST_PATH_IMAGE049
、
Figure 622243DEST_PATH_IMAGE050
、
Figure 126036DEST_PATH_IMAGE051
、
Figure 365388DEST_PATH_IMAGE052
、
Figure 725962DEST_PATH_IMAGE053
的测量，均通过小量程的仪器获得，具有较高的精确性，而且
Figure 50764DEST_PATH_IMAGE057
、
Figure 856784DEST_PATH_IMAGE049
、
Figure 685062DEST_PATH_IMAGE050
、
Figure 482117DEST_PATH_IMAGE051
、
Figure 28636DEST_PATH_IMAGE052
均为与第一压力控制器的相对压力，
Figure 139812DEST_PATH_IMAGE056
为该测点与第二压力控制器的相对压力，因而不容易对第一电子扫描阀、第二电子扫描阀造成损坏。
方向动压探针 i 在风洞试验段内的位置nk包括n 1和nj，其中：
n 1为首次测量方向动压探针安装角时方向动压探针 i 在风洞试验段内的位置；
nj为第二次以后测量方向动压探针安装角时方向动压探针 i 在风洞试验段内的位置，其中j为风洞试验段内的除去n 1位置的位置序号，j≥2。
另外，当k=1时，俯仰角
Figure 150493DEST_PATH_IMAGE058
即为
Figure 557597DEST_PATH_IMAGE059
，偏航角
Figure 591412DEST_PATH_IMAGE060
即为
Figure 303016DEST_PATH_IMAGE061
；当k≥2时，俯仰角
Figure 105887DEST_PATH_IMAGE062
即为
Figure 182427DEST_PATH_IMAGE030
，偏航角
Figure 765855DEST_PATH_IMAGE060
即为
Figure 451789DEST_PATH_IMAGE063
。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种方向动压探针安装角的测量方法，所述测量方法用于采用测量装置测量方向动压探针相对于风洞的安装角，其特征在于，所述测量装置包括排管架（2），所述排管架（2）包括支撑杆（p）和基准直杆（l），所述支撑杆（p）呈长条形，所述基准直杆（l）位于所述支撑杆的纵剖面的一侧；
所述支撑杆（p）的纵剖面的另一侧设置有方向动压探针 i ；
所述基准直杆（l）上标记有两个基准点A0和B0，所述方向动压探针 i 上标记有两个基准点A i 和B i ，其中 i 为方向动压探针的序号，i ≥1；
所述测量方法包括如下步骤：
步骤S10：将所述测量装置安装于风洞试验段内的位置n 1处，其中，所述支撑杆（p）的两端分别抵靠在风洞试验段内的顶部和底部，所述基准直杆（l）面向风洞的背风侧，所述方向动压探针 i 面向风洞的迎风侧，n 1为测量装置首次安装于风洞试验段内的位置；
步骤S20：在现有风洞基准平面（3）上标记三个基准点C、D和E，在现有风洞基准平面内的现有风洞轴线（4）上标记两个基准点F和G，测量C、D、E、F、G的坐标
Figure 462944DEST_PATH_IMAGE001
、
Figure 261266DEST_PATH_IMAGE002
、
Figure 633342DEST_PATH_IMAGE003
、
Figure 704066DEST_PATH_IMAGE004
、
Figure 570522DEST_PATH_IMAGE005
，并以
Figure 472619DEST_PATH_IMAGE001
、
Figure 953279DEST_PATH_IMAGE002
、
Figure 70488DEST_PATH_IMAGE003
建立当前风洞基准平面、以
Figure 927586DEST_PATH_IMAGE004
、
Figure 684189DEST_PATH_IMAGE005
建立当前风洞基准平面内的当前风洞轴线，以当前风洞基准平面、当前风洞基准平面内的当前风洞轴线为基础建立当前坐标系；
步骤S30：测量A0、B0、A i 、B i 在当前坐标系内的坐标
Figure 335750DEST_PATH_IMAGE006
、
Figure 194116DEST_PATH_IMAGE007
、
Figure 589325DEST_PATH_IMAGE008
、
Figure 200435DEST_PATH_IMAGE009
；
步骤S40：计算
Figure 101526DEST_PATH_IMAGE010
和
Figure 368559DEST_PATH_IMAGE011
的夹角
Figure 629776DEST_PATH_IMAGE012
，将
Figure 33076DEST_PATH_IMAGE012
分解为铅垂面内与当前风洞轴线的夹角
Figure 105068DEST_PATH_IMAGE013
和水平面内与当前风洞轴线的夹角
Figure 859398DEST_PATH_IMAGE014
；计算
Figure 658726DEST_PATH_IMAGE015
和
Figure 995161DEST_PATH_IMAGE016
的夹角γ n1 ，将γ n1分解为铅垂面内与当前风洞轴线的夹角
Figure 487322DEST_PATH_IMAGE017
和水平面内与当前风洞轴线的夹角
Figure 276418DEST_PATH_IMAGE018
；
步骤S50：计算方向动压探针 i 在风洞试验段内的位置n 1处相对于风洞的安装角，包括俯仰角
Figure 817121DEST_PATH_IMAGE019
和偏航角
Figure 522908DEST_PATH_IMAGE020
，其中
Figure 671124DEST_PATH_IMAGE019
=
Figure 400046DEST_PATH_IMAGE013
+
Figure 541177DEST_PATH_IMAGE017
，
Figure 39154DEST_PATH_IMAGE020
=
Figure 420588DEST_PATH_IMAGE014
+
Figure 449855DEST_PATH_IMAGE018
。
2.如权利要求1所述的一种方向动压探针安装角的测量方法，其特征在于，在计算方向动压探针 i 在风洞试验段内的位置nj处相对于风洞的安装角时，其中j为风洞试验段内的除去n 1位置的位置序号，j≥2，包括如下步骤：
步骤S60：测量A0、B0的坐标
Figure 394678DEST_PATH_IMAGE021
、
Figure 747162DEST_PATH_IMAGE022
；
步骤S70：计算
Figure 502759DEST_PATH_IMAGE015
和
Figure 3011DEST_PATH_IMAGE023
的夹角γ nj ，将γ nj 分解为铅垂面内与风洞轴线的夹角
Figure 236677DEST_PATH_IMAGE024
和水平面内与风洞轴线的夹角
Figure 709247DEST_PATH_IMAGE025
；
步骤S80：计算方向动压探针 i 在风洞试验段内的位置nj处相对于风洞的安装角，包括俯仰角
Figure 619434DEST_PATH_IMAGE026
和偏航角
Figure 544664DEST_PATH_IMAGE027
，其中
Figure 582022DEST_PATH_IMAGE028
，
Figure 971415DEST_PATH_IMAGE029
。
3.如权利要求2所述的一种方向动压探针安装角的测量方法，其特征在于，所述步骤S30和步骤S60中，通过绝对关节臂来测量坐标。
CN202011297162.8A 2020-11-18 2020-11-18 一种方向动压探针安装角的测量装置及测量方法 Active CN112098040B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011297162.8A CN112098040B (zh) 2020-11-18 2020-11-18 一种方向动压探针安装角的测量装置及测量方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011297162.8A CN112098040B (zh) 2020-11-18 2020-11-18 一种方向动压探针安装角的测量装置及测量方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112098040A CN112098040A (zh) 2020-12-18
CN112098040B true CN112098040B (zh) 2021-02-09

Family

ID=73785233

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011297162.8A Active CN112098040B (zh) 2020-11-18 2020-11-18 一种方向动压探针安装角的测量装置及测量方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112098040B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112556917B (zh) * 2021-02-22 2021-04-30 中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所 一种利用测压装置进行测压的方法
CN116499695B (zh) * 2023-06-25 2023-09-05 中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所 一种飞机尾流场风洞测量装置及方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU501323A1 (ru) * 1974-04-17 1976-01-30 Предприятие П/Я Г-4903 Координатник
DE29816389U1 (de) * 1998-09-17 1998-12-17 Seung Taehun Dipl Ing Kartesisches Sondentraversiergerät mit einer aus der Windkanalmeßstrecke herausfahrbaren Teiltraverse
CN101832820A (zh) * 2010-04-19 2010-09-15 北京康拓红外技术有限公司 采用垂直之形板对轴温探测系统红外探头进行标定的方法
EP2605021A1 (fr) * 2011-12-12 2013-06-19 Thales Sonde de mesure d incidence locale et procédé mettant en oeuvre la sonde
CN103969022A (zh) * 2014-05-23 2014-08-06 厦门大学 一种高超声速风洞湍流度间接测量方法
CN107645646A (zh) * 2017-07-07 2018-01-30 罗普特（厦门）科技集团有限公司 一种区域监控系统实现方法
CN208109759U (zh) * 2017-12-27 2018-11-16 核动力运行研究所 一种角度测量工具及水浸聚焦超声探头参数精密测量装置
CN110823502A (zh) * 2019-11-20 2020-02-21 中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所 一种高温流场全程水冷排架

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7302839B1 (en) * 2006-06-22 2007-12-04 Cessna Aircraft Company Method and system for gathering pressure signature data using a scaled model in a wind tunnel
CN102692310B (zh) * 2012-05-11 2014-07-16 西北工业大学 一种风洞试验用三孔探针式测压尾耙
CN104280183A (zh) * 2014-09-29 2015-01-14 南京航空航天大学 集流式梳状总压探针
CN106885683B (zh) * 2017-03-08 2020-04-28 北京航空航天大学 一种测量三维复杂流场的半球头十二孔稳态压力探针
FR3070675B1 (fr) * 2017-09-05 2021-12-03 Airbus Operations Sas Procede d'allegement et de protection de charges pour un aeronef
CN110082059A (zh) * 2019-04-22 2019-08-02 南京航空航天大学 一种新型风洞流场校测机构及使用方法
CN110779725B (zh) * 2019-11-06 2022-09-20 中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所 一种通过旋转耙防止探头结冰的测压装置
CN111665012B (zh) * 2020-04-24 2022-01-11 中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所 一种便携式智能流场测量仪

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU501323A1 (ru) * 1974-04-17 1976-01-30 Предприятие П/Я Г-4903 Координатник
DE29816389U1 (de) * 1998-09-17 1998-12-17 Seung Taehun Dipl Ing Kartesisches Sondentraversiergerät mit einer aus der Windkanalmeßstrecke herausfahrbaren Teiltraverse
CN101832820A (zh) * 2010-04-19 2010-09-15 北京康拓红外技术有限公司 采用垂直之形板对轴温探测系统红外探头进行标定的方法
EP2605021A1 (fr) * 2011-12-12 2013-06-19 Thales Sonde de mesure d incidence locale et procédé mettant en oeuvre la sonde
CN103969022A (zh) * 2014-05-23 2014-08-06 厦门大学 一种高超声速风洞湍流度间接测量方法
CN107645646A (zh) * 2017-07-07 2018-01-30 罗普特（厦门）科技集团有限公司 一种区域监控系统实现方法
CN208109759U (zh) * 2017-12-27 2018-11-16 核动力运行研究所 一种角度测量工具及水浸聚焦超声探头参数精密测量装置
CN110823502A (zh) * 2019-11-20 2020-02-21 中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所 一种高温流场全程水冷排架

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"七孔探针风洞实验技术研究";王蕾;《中国优秀硕士学位论文全文数据库》;20100815(第08（2010）期);全文 *
"跨声速风洞斜孔壁非线性流动试验";刘光远，张林，陈德华，等;《航空学报》;20190525;第40卷(第5期);全文 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN112098040A (zh) 2020-12-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112113740B (zh) 一种测压装置、测压方法及风洞局部气流偏角测量方法
CN112098040B (zh) 一种方向动压探针安装角的测量装置及测量方法
CN109029882B (zh) 一种提高基于倾角仪的桥梁挠度测试精度的方法
US6305218B1 (en) Method of and apparatus for using an alternate pressure to measure mach number at high probe angles of attack
CN110514390B (zh) 一种三孔压力探针测量二维流场不确定度评定方法
US5406839A (en) Incidence probe with multiple pressure inlets
CN110487496A (zh) 基于长标距应变的改进弯矩面积法识别桥梁挠度方法
CN102221387B (zh) 一种可直接测定土样体积变化的压力板仪
CN113267172A (zh) 光电式垂线坐标仪检测装置及检测方法
CN112504048B (zh) 规则曲面上径向接管高度及倾斜度的测量装置与方法
CN112556917B (zh) 一种利用测压装置进行测压的方法
CN113049066B (zh) 一种液位计检定校准装置
CN112461489A (zh) 用于低压测量的电子扫描阀参考压力控制系统及应用方法
CN114876842B (zh) 一种三维流场测量方法
KR20090014711A (ko) 압력 게이지 교정 방법 및 이를 이용한 압력 게이지 교정시스템
CN108917789B (zh) 一种基于俯仰轴和横滚轴相对夹角的倾角仪正交性评估方法
Kraan et al. A new way of anemometer calibration and its application to a sonic anemometer
CN115389090A (zh) 基于参考端控制的压力测量系统及测量方法
CN110926397B (zh) 一种共焦测厚中双传感器位姿的透明圆孔标定方法
JP4963121B2 (ja) 重錘形圧力天びん自動比較校正装置
CN111562083A (zh) 一种五孔探针安装支架
CN111856072A (zh) 一种气流速度计算方法、系统、设备及一种存储介质
CN112432675B (zh) 一种基于位置传感器的差压流量计零点偏置自动修正方法
CN112556918B (zh) 一种差压传感器及测压装置
CN219694180U (zh) 一种基准点检测工装

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant