CN205203281U - 一种五联超声波测量风杆 - Google Patents

Abstract

一种五联超声波测量风杆，包括至少两个测量单杆，单个测量单杆又包括三段测风杆(1、2、3)、底部基座(4)、钢丝绳(5)和翻转合页(8)，三段测风杆(1、2、3)之间通过内部的限位装置和锁定螺钉依次连接在一起。底部基座(4)上设有水平翻转合页(8)，翻转合页(8)上端开设螺孔，通过螺栓将最下面的一段测风杆(1)竖直安装在底部基座(4)上。钢丝绳(5)的两端分别与最上面一段测风杆(3)的顶端及底部基座(4)固定连接。可调连接杆(6)的两端分别与相邻测量单杆的底部基座(4)固定连接，稳定杆(7)通过固定在不同底部基座(4)最下面一段测风杆(1)上的抱箍将相邻的测量单杆最下面一段测风杆(1)进行固定连接。

Description

一种五联超声波测量风杆

技术领域

本实用新型涉及一种用于定量测量舰船艉部实际空气流场的测量风杆。

背景技术

目前在定量测量舰船艉部实际空气流场领域，西方国家主要采取单根形式的测量风杆，通过在甲板上移动进行不同位置处的风速、风向测量，从而细致地描述甲板空气尾流。其风杆的大致结构为：可移动桅杆高10米，桅杆安装在拥有三个1.5米长的水平桩腿的三角形底座上。桅杆顶端到三个水平桩腿之间用钢丝牵索拉紧，保证桅杆的直立。采用三个斜支撑的结构和一个加撑支索确保底座在由9根钢丝牵索拉紧产生的压力负荷下不会偏转。每一个桩腿装有脚轮和千斤顶以便桅杆移动，确保桅杆能在倾斜的飞行甲板要求的网格点内垂直。三直角轴的风速分量uvw由桅杆上面安装的三组，共计九个传感器测得。每组的三个传感器排成一列，与船体坐标轴平行，垂直间隔3.2米，每一组水平方向的风速计分别以距离甲板3.2米、6.4米、9.6米高度布置，并保证下面的两组风速计相互垂直，以此不受桅杆的气流扰动影响。

这种可移动式单杆仍然以下的不足之处：

(1)从整体风杆结构形式来看，该类型风杆为单根风杆形式，一次测量位置点较少，在驱护舰艉部空气流场传感器测量试验中由于测量位置点较多，若采用该单杆形式风杆，则试验周期较长、来回移动误差较大，不利于工程试验。

(2)由于是单根杆形式，为了保证有足够的压力负荷，该类风杆一般采用较多的钢索进行张紧，然而在艉流场传感器测试中，传感器附近钢索的存在必然会对传感器测量位置的实际风速风向大小造成干扰。若采用多根单杆形式的测量风杆，则需要多套传感器数据采集箱，导致测量系统线路较多、繁琐且容易出现连接错误；

(3)试验中舰船始终处于运动状态(横摇、纵摇、艏摇、深沉等运动)，为保证测量过程中风杆在甲板表面不会移动，需要对风杆进行系留和固定等工作，由于单根风杆底盘重量有限，风杆的系留和固定就显得尤为复杂。

实用新型内容

本实用新型的技术解决问题是：针对现有的单杆使用繁琐，系留固定、移动不便的问题，提供了一种五联超声波测量风杆，可以更加方便的定量测量舰船艉部实际空气流场。

本实用新型的技术解决方案是：一种五联超声波测量风杆，包括至少两个测量单杆，每一个测量单杆又包括三段测风杆、底部基座、钢丝绳和翻转合页，三段测风杆均为空心杆，空心杆之间通过内部的限位装置和紧定螺钉依次连接在一起并实现相对位置的固定；底部基座上设有水平翻转合页，翻转合页上端开设螺孔，通过螺栓将最下面的一段测风杆竖直安装在底部基座上；钢丝绳的一端与最上面一段测风杆的顶端固定连接，钢丝绳的另一端与底部基座固定连接；可调连接杆的两端分别与相邻测量单杆的底部基座固定连接，通过改变可调连接杆的长度改变不同测量单杆之间的距离；稳定杆通过固定在不同测量单杆的底部基座的最下面一段测风杆上的抱箍将相邻的测量单杆最下面一段测风杆进行固定连接。

所述的钢丝绳通过挂钩和螺旋扣与最上面一段测风杆的顶端连接，并通过螺旋扣实现第三段测风杆竖直位置的微调。所述的三段测风杆从下到上三段的长度分别为3m、2m、2m。所述的三段测风杆或者稳定杆的材料为铝合金。所述的底部基座的材料为Q235钢，内部设有配重。所述的底部基座的底部安装有脚轮。

本实用新型与现有技术相比的优点在于：

(1)本实用新型的整体结构形式采用五根风杆相链接状态，可以实现在舰船甲板移动时同时测量五个位置15个测量点的风向风速；

(2)本实用新型的五联超声波测量风杆各风杆等距分布，间距的设置既充分满足理论上不影响测量点，同时间距可以调节，能够满足不同船型的测试要求；

(3)本实用新型的整体形式增大了测量系统底盘的接触面积与重量，有效提高了测量系统的抗倾覆力矩，解决了试验过程中风杆在甲板上的滑移问题；

(4)本实用新型的整体形式前后采用钢索张紧，左右采用稳定杆相互连接，不仅有效降低了风杆的晃动频率，更解决了钢丝绳过多带来的干扰传感器测量精度问题；

(5)本实用新型的整体形式中采用一套数据采集设备，即：五根风杆的传感器连接到同一个数据采集中心，有效解决了线路繁琐问题。

附图说明

图1为本实用新型的单个测风杆的构成示意图；

图2为本实用新型的单个测风杆的底部基座示意图；

图3为本实用新型的单个测风杆的可调连接杆示意图；

图4为本实用新型的单个测风杆的翻转合页示意图；

图5为本实用新型的五联超声波测量风杆示意图。

具体实施方式

如图1、图2、图3、图4、图5所示，本实用新型的五联超声波测量风杆装置，包括有测风杆1、2、3，底部基座4，钢丝绳5，可调连接杆6，稳定杆7。底部基座4上有水平翻转合页8。如图4所示，翻转合页8上端开设螺孔，通过螺栓将底部基座上的翻转合页8与测风杆1、2、3可靠连接。翻转合页8用于便捷放倒测风杆1、2、3进行传感器的安装和检查。

三段测风杆1、2、3之间通过空心杆内部的限位装置和紧定螺钉实现相对位置的固定。

钢丝绳5通过挂钩和螺旋扣连接第三段测风杆3与底部基座4，并通过螺旋扣实现第三段测风杆3竖直位置的微调。可调连接杆6的两端通过螺栓与相邻的底部基座4固定连接，通过调节可调连接杆6与底部基座4的重合长度，实现不同底部基座4上的测风杆1、2、3之间的距离调节。稳定杆7通过固定在第一段测风杆1上的抱箍实现测风杆1、2、3整体的底部加强与固定，同时与可调连接杆6同步配合实现测风杆1、2、3之间距离的调整。

可调连接杆6和稳定杆7均采用长条型槽型钢结构，两者通过搭接加螺栓固定方式连接。

底部基座4为Q235钢，内部设有配重。稳定杆7，测风杆1、2、3均为铝合金材料。

测风杆1、2、3采用分段组装形式，长度分别为3m、2m、2m，直径分别为110mm、75mm、55mm，以此保证在搬运过程中方便快捷，并能够在铅垂线方向竖直高度分别为3m、5m和7m的位置安装测量设备。

底部基座4的桩腿装有脚轮，可以360゜方向转动，实现整体风杆前后左右整体快速移动，脚轮具备锁死功能，在使用时不会与甲板发生相对移动。

在改变底部基座4和稳定杆7的相对位置时，整个测风杆组实现沿左右弦测量长度方向7.3m～14.6m范围内可调；相邻两个测风单杆之间(以底部基座4几何中心为测量基点)可以实现1.5m、2m、2.5m、3m距离调节(可以满足不同船型的试验)。

在不进行甲板系留，通过钢丝绳5与稳定杆7的紧固，在风速为40m/s、船体横摇角度为-8゜～+8゜，纵摇角度为-2゜～+2゜条件下，测风单杆顶部相对于重垂线摆动幅度为5゜以内。

本实用新型说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (6)

1.一种五联超声波测量风杆，其特征在于包括：至少两个测量单杆，每一个测量单杆又包括三段测风杆(1、2、3)、底部基座(4)、钢丝绳(5)和翻转合页(8)，三段测风杆(1、2、3)均为空心杆，空心杆之间通过内部的限位装置和紧定螺钉依次连接在一起并实现相对位置的固定；底部基座(4)上设有水平翻转合页(8)，翻转合页(8)上端开设螺孔，通过螺栓将最下面的一段测风杆(1)竖直安装在底部基座(4)上；钢丝绳(5)的一端与最上面一段测风杆(3)的顶端固定连接，钢丝绳(5)的另一端与底部基座(4)固定连接；可调连接杆(6)的两端分别与相邻测量单杆的底部基座(4)固定连接，通过改变可调连接杆(6)的长度改变不同测量单杆之间的距离；稳定杆(7)通过固定在不同测量单杆的底部基座(4)的最下面一段测风杆(1)上的抱箍将相邻的测量单杆最下面一段测风杆(1)进行固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种五联超声波测量风杆，其特征在于：所述的钢丝绳(5)通过挂钩和螺旋扣与最上面一段测风杆(3)的顶端连接，并通过螺旋扣实现第三段测风杆(3)竖直位置的微调。

3.根据权利要求1或2所述的一种五联超声波测量风杆，其特征在于：所述的三段测风杆(1、2、3)从下到上三段的长度分别为3m、2m、2m。

4.根据权利要求1或2所述的一种五联超声波测量风杆，其特征在于：所述的三段测风杆(1、2、3)或者稳定杆(7)的材料为铝合金。

5.根据权利要求1或2所述的一种五联超声波测量风杆，其特征在于：所述的底部基座(4)的材料为Q235钢，内部设有配重。

6.根据权利要求1或2所述的一种五联超声波测量风杆，其特征在于：所述的底部基座(4)的底部安装有脚轮。