CN112924134A

CN112924134A - 一种可移动抗风稳定性测试系统

Info

Publication number: CN112924134A
Application number: CN202110094789.1A
Authority: CN
Inventors: 王建华; 赵紫誉; 孙维毅; 谢飞
Original assignee: Jilin University
Current assignee: Jilin University
Priority date: 2021-01-25
Filing date: 2021-01-25
Publication date: 2021-06-08

Abstract

本发明公开一种可移动抗风稳定性测试系统，包括试验风道、轴流风机、非接触式检测机构和控制机构，试验风道包括收缩段、稳流段和试验段，轴流风机与收缩段的前端用端部的法兰盘连接，收缩段的后端和稳流段的前端用端部的法兰盘连接，稳流段的前端内部固连有蜂窝管，稳流段的后端与试验段的前端用法兰盘相连；轴流风机、收缩段、稳流段和试验段安装在可移动平台上；控制机构包括控制箱，控制箱与轴流风机和设置于试验段内的非接触式检测机构电信号链接；非接触式检测机构包括摄像头传感器和三个风速传感器。该测试系统综合考虑了多种影响因素，可以测试车用三角警示牌等产品的抗风性指标是否满足标准要求。

Description

一种可移动抗风稳定性测试系统

技术领域

本发明涉及非接触式测试实验装置技术领域，特别是涉及一种可移动抗风稳定性测试系统。

背景技术

众所周知，抗风稳定性试验系统是以人工的方式产生并且控制气流，模拟实体周围气体的流动情况，它是进行空气动力试验最常用的工具之一。虽然目前抗风稳定性试验系统已经被应用在产品中，但是现有的检测抗风稳定性的试验系统大多占地面积大且不可移动，试验过程中使用条件较为苛刻，局限性大，而且对于试验品的测试结果大多不能自动测量给出结果。

当前亟需发展一种可移动的使用条件简单的可移动抗风稳定性测试系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种可移动抗风稳定性测试系统，以解决上述现有技术存在的问题，该系统具有准确测量检测区域内平均风速和实验结果自动检测计算的功能。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种可移动抗风稳定性测试系统，包括试验风道、轴流风机、非接触式检测机构和控制机构，所述试验风道包括收缩段、稳流段和试验段，所述轴流风机与收缩段的前端用端部的法兰盘连接，所述收缩段的后端和稳流段的前端用端部的法兰盘连接，所述稳流段的前端内部固连有蜂窝管，所述稳流段的后端与试验段的前端用法兰盘相连；所述轴流风机、收缩段、稳流段和试验段安装在可移动平台上；所述控制机构包括控制箱，所述控制箱与轴流风机和设置于所述试验段内的非接触式检测机构电信号链接；所述非接触式检测机构包括摄像头传感器和三个风速传感器。

优选地，所述轴流风机为三相异步电动机。

优选地，所述试验段的顶部中心位置有所述摄像头传感器；三个所述风速传感器分别通过传感器支架设置在所述试验段内腔的上部、左侧和右侧。

优选地，还包括有工控机，所述工控机用于控制测试软件的运行；该测试软件的工作包括风速数据采集显示、测试时间监控、风速调节和测试结果的计算。

优选地，所述控制箱还包括变频器、数据采集模块和数据转换模块，在试验进行时通过工控机的测试软件对变频器参数进行调节，调节后的变频器参数通过工控机发送到所述数据转换模块后经数据采集模块传递给变频器，进而通过变频器控制所述轴流风机的频率以改变轴流风机的风速。

优选地，所述数据采集模块还用于采集三个风速传感器的风速数据，风速数据经所述数据采集模块处理并传递给数据转换模块，所述数据转换模块把数据转换成RS232数据进而传入工控机。

优选地，所述控制箱还包括开关电源，风速传感器的其中一个引脚接到开关电源正极，另一个引脚接数据采集模块正极，开关电源负极接入数据采集模块负极，形成传感器数据采集闭合回路。

优选地，所述控制箱还包括空气开关，变频器一端接入旋转开关，另一端接到轴流风机，旋转开关另一端接空气开关，空气开关另一端接入380V三相交流电，形成供电回路。

优选地，所述试验段的前侧壁中央区域设置有观察口，所述观察口与试验段内腔相连通，并在观察口处设置有透明板。

本发明相对于现有技术取得了以下有益技术效果：

本发明的可移动抗风稳定性测试系统，通过轴流风机的运转，再通过收缩段、稳流段以及蜂窝管型结构的稳流，将均匀的风吹向试验品；经过左右两侧以及上部布置的风速传感器的数据采集和上位机的控制将风速调整到试验要求的风速并进行试验。由摄像头传感器记录试验前后的试验品的位置，经过计算机进行比对计算得到试验结果。因此该实验系统能够在不同风速和试验条件的要求下进行试验，并能保证试验风的均匀性和稳定性，且能通过计算机自动控制和识别试验品的位移情况，得到试验结果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中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为可移动抗风稳定性测试系统的立体结构轴测示意图；

图2为可移动抗风稳定性测试系统的立体结构示意图右视图；

图中:1、轴流风机；21、收缩段；22、稳流段；221、蜂窝网；23、试验段；231、上传感器支架；232、右传感器支架；233、左传感器支架；234、风速传感器；235、试验模拟支撑面；237、摄像头传感器；31、可移动平台；321、万向轮；4、可移动控制台；41、显示器；42、键盘；43、鼠标；44、工控机；5、控制箱。

具体实施方式

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清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1-2所示，本实施例提供一种可移动抗风稳定性测试系统，包括有试验风道、轴流风机1、控制机构、工控机44以及非接触检测机构。

试验风道用于稳定轴流风机1传递来的试验风；轴流风机1作为产生持续且稳定的风源；控制机构用于工控机44与轴流风机1之间、工控机44与传感器之间的通信；工控机44用于人机交互和控制软件的运行；非接触式检测机构用于风速以及试验品位置信息的采集。

试验风道包括收缩段21、稳流段22和试验段23；收缩段21首部与轴流风机1相连，连接方式为轴流风机1和收缩段21首部的法兰盘；收缩段21尾部与稳流段22首部以法兰盘相连；稳流段22尾部与试验段23相连，稳流段22内部入口处安装有蜂窝网221稳流装置，蜂窝网221为六边形蜂窝管状；试验段23位于试验风道的尾部，其内部放置有试验模拟支撑面235；试验段23左右两侧对称布置有两个风速传感器234，在同一平面内的上部同样也布置一个风速传感器234。轴流风机1为三相异步电动机。

具体地，在试验过程中，轴流风机1将风吹向收缩段21，经过收缩段21的调整作用使得风向集中，收缩段21尾部与稳流段22首部以法兰盘相连，由于稳流段22内部入口a处安装有六边形蜂窝管状稳流装置，将紊乱的流线变成均匀的风场并吹向试验段23；试验段23位于试验风道的尾部，当风流经试验件后吹向大气；试验段23内部放置有试验所用模拟路面，用于模拟车用警示牌试验的路面粗糙度要求。

于本实施例中，非接触式检测机构包括摄像头传感器237和风速传感器234，试验段23左右两侧对称布置有两个风速传感器234，当试验风吹向三角警示牌时，检测试验风速是否达到条件，在同一平面内的上部同样也布置一个风速传感器234，用于检测平面的风速均匀性是否达到试验条件。摄像头传感器237位于试验段23的顶部中间位置、试验模拟支撑面235的上方，可以对实验过程进行拍照取样和试验结果进行记录。为保证试验风场的均匀性，风速传感器234布置在试验段23上方和两侧中间位置；上部风速传感器利用上传感器支架231和螺栓固连在试验段23上部，左侧风速传感器利用左传感器支架233和螺栓固连在试验段23左侧，右侧风速传感器利用右传感器支架235和螺栓固连在试验段23右侧。

于本实施例中，控制机构包括控制箱5、控制信号线，控制箱5内布置有变频器，在试验进行时利用试验监控软件对变频器参数进行调节，变频器参数通过工控机44发送到数据转换模块，经数据采集模块传递给变频器，进而控制轴流风机1的频率从而改变轴流风机1的风速。

控制箱5内还包括数据采集模块，用于采集风速传感器234的风速数据，当风流经风速传感器234时，风速传感器旋转产生电流变化，数据采集模块记录电流变化进行处理并传递给数据转换模块，数据转换模块把数据转换成RS232数据，进而传入工控机44。

控制箱5内还包括开关电源，风速传感器234的其中一个引脚接到开关电源正极，另一个引脚接数据采集模块正极，开关电源负极接入数据采集模块负极，形成传感器数据采集闭合回路。控制箱5内还包括空气开关，用于漏电保护。变频器一端接入旋转开关，另一端接到轴流风机1，旋转开关另一端接空气开关，空气开关另一端接入380V三相交流电，形成一个完整的供电回路，变频器控制端信号接进数据采集模块。

工控机44包括工业用计算机，控制软件。工控机44包括显示器41、鼠标43和键盘42，工控机44用于测试软件的运行。测试软件的功能包括风速数据采集显示、测试时间监控、风速调节和测试结果的计算工作。

试验段在顶部中心位置布置的摄像头传感器237，在试验开始前和试验结束后对三角警示牌的位置进行拍照记录储存到工控机，由于试验开始前三角警示牌的四个支腿贴有红色圆形标志点，经过工控机44内的检测软件识别并计算前后两次的红色标志点的相对位置变化可以求得三角警示牌的四个支腿位置变化量和三角警示牌的转角变化。

作为一种优选的实施例，可移动抗风稳定性测试系统还包括可移动的可移动平台31，并将试验风道固定在可移动平台31上，用于实验设备在不同测试场景下的移动；可移动平台31下方具有六个均布的万向轮321，其利用螺栓与可移动平台31固连。

作为一种优选的实施例，试验段23的前侧壁中央区域设置有观察口，观察口与试验腔相连通，并在观察口处设置有透明板，可通过透明板对工作腔内的情况进行观察，提高使用的可控性。

作为一种优选的实施例，还包括有可移动的计算机搭载平台，将控制箱5和工控机44放置于平台上，可以随着试验风道进行移动。

需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims

1.一种可移动抗风稳定性测试系统，其特征在于：包括试验风道、轴流风机、非接触式检测机构和控制机构，所述试验风道包括收缩段、稳流段和试验段，所述轴流风机与收缩段的前端用端部的法兰盘连接，所述收缩段的后端和稳流段的前端用端部的法兰盘连接，所述稳流段的前端内部固连有蜂窝管，所述稳流段的后端与试验段的前端用法兰盘相连；所述轴流风机、收缩段、稳流段和试验段安装在可移动平台上；所述控制机构包括控制箱，所述控制箱与轴流风机和设置于所述试验段内的非接触式检测机构电信号链接；所述非接触式检测机构包括摄像头传感器和三个风速传感器。

2.根据权利要求1所述的可移动抗风稳定性测试系统，其特征在于：所述轴流风机为三相异步电动机。

3.根据权利要求1所述的可移动抗风稳定性测试系统，其特征在于：所述试验段的顶部中心位置有所述摄像头传感器；三个所述风速传感器分别通过传感器支架设置在所述试验段内腔的上部、左侧和右侧。

4.根据权利要求1所述的可移动抗风稳定性测试系统，其特征在于：还包括有工控机，所述工控机用于控制测试软件的运行；该测试软件的工作包括风速数据采集显示、测试时间监控、风速调节和测试结果的计算。

5.根据权利要求4所述的可移动抗风稳定性测试系统，其特征在于：所述控制箱还包括变频器、数据采集模块和数据转换模块，在试验进行时通过工控机的测试软件对变频器参数进行调节，调节后的变频器参数通过工控机发送到所述数据转换模块后经数据采集模块传递给变频器，进而通过变频器控制所述轴流风机的频率以改变轴流风机的风速。

6.根据权利要求5所述的可移动抗风稳定性测试系统，其特征在于：所述数据采集模块还用于采集三个风速传感器的风速数据，风速数据经所述数据采集模块处理并传递给数据转换模块，所述数据转换模块把数据转换成RS232数据进而传入工控机。

7.根据权利要求5所述的可移动抗风稳定性测试系统，其特征在于：所述控制箱还包括开关电源，风速传感器的其中一个引脚接到开关电源正极，另一个引脚接数据采集模块正极，开关电源负极接入数据采集模块负极，形成传感器数据采集闭合回路。

8.根据权利要求5所述的可移动抗风稳定性测试系统，其特征在于：所述控制箱还包括空气开关，变频器一端接入旋转开关，另一端接到轴流风机，旋转开关另一端接空气开关，空气开关另一端接入380V三相交流电，形成供电回路。

9.根据权利要求1所述的可移动抗风稳定性测试系统，其特征在于：所述试验段的前侧壁中央区域设置有观察口，所述观察口与试验段内腔相连通，并在观察口处设置有透明板。