[实用新型]基于风压积分的移动列车气动特性测试系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及到基于风压积分的移动列车气动特性测试技术领域，具体涉及一种基于风压积分的移动列车气动特性的高精度测试系统。

背景技术

随着我国高速铁路的迅速发展，高速列车在风荷载作用下的安全性受到人们的广泛关注，而准确获得列车气动力是评估其运行安全的前提条件。已有列车气动特性研究成果大多是基于静止列车气动力测试获得的，没有考虑列车的运行速度，而目前高速列车的运行速度达80m/s，远大于良态气候下的自然风速（通常列车顶部风速小于20m/s），因此用静止列车的气动力测试结果评估高速列车的运行安全可能会存在隐患。少数学者利用测力天平对移动列车的气动特性进行了测试，但测试结果中包含了诸多难以避免与剔除的外力，例如，模型系统振动引起的惯性力、轨道的摩擦力及附属设施的气动力等。

因此，为准确评估高速列车在风荷载作用下的运行安全，研究一种基于风压积分的移动列车气动特性的高精度测试系统及其测试方法成为亟需解决的技术问题。

实用新型内容

针对现有技术存在的缺陷，本实用新型的目的是提出一种基于风压积分的移动列车气动特性测试系统及其测试方法，通过在移动列车表面布置风压测点，由高精度的风压传感器获得列车表面的风压分布，进而对风压积分得到气动力。由于风压传感器测得的压力全部由风荷载产生，气动力测试结果可完全避免外力的干扰，传感器的高精度可进一步保证测试结果的精度。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种基于风压积分的移动列车气动特性测试系统，包括用以模拟移动列车的模拟装置、设置在模拟装置上的风压测点和用以从模拟装置获得气动特性信息的测试装置，模拟装置和测试装置之间通过两者内部分别设置的无线发送接收模块进行相互连接。

优选地，模拟装置包括用以为测试系统提供安装位置和空间的CRH高速列车模型，CRH高速列车模型表面设有至少一个风压测点，CRH高速列车模型内部设置有用以测试CRH高速列车模型表面风压分布的压力传感器、用以传递风压的传压管路、用以风压的采集存储的嵌入式计算机和电源系统，风压测点测得的风压通过传压管路传输至压力传感器，压力传感器分别连接嵌入式计算机和用以提供测试系统的电源的电源系统。

优选地，测试装置包括用以发送控制指令、接收和存储采集信号并进行数据处理分析的中央PC机，中央PC机分别连接用以确保各风压测点的同步性的时标系统、用以提供采样指令的触发系统以及用以对测得压力大小进行标定的标定系统。

CRH高速列车模型：气动力测试对象，在其表面布置风压测点，并为测试系统提供安装位置和空间；压力传感器装置：测试列车表面风压分布；嵌入式计算机：风压的采集存储；无线发送模块：将列车上采集的数据无线传输到无线接收模块，再传到中央PC机；时标系统：确保各测点的同步性；触发系统：提供采样指令，指示系统开始采样；标定系统：对测得压力大小进行标定；电源系统：提供列车上无限测试装置的电源；中央PC机：接收和存储采集信号，并进行后期的处理分析。

中央PC机通过编制程序对采集信号进行处理，得到高速列车的气动力。

优选地，嵌入式计算机和/或中央PC机内装有用以实现数据的采集、滤波、标定、缓存、同相、发送、接收、显示、存储、查询、分析和管理的软件系统。

优选地，软件系统包括数据采集模块、数据滤波模块、数据标定模块、数据缓存模块、数据同相模块、数据发送模块、数据接受模块、数据显示模块、数据储存模块、数据查询模块、数据分析模块、参数设置模块和操作管理模块。

优选地，CRH高速列车模型车箱内部设为用以安装测试部件的空腔。

优选地，传压管路、压力传感器、嵌入式计算机和电源系统均设置在CRH高速列车模型的车箱内部空间中。

优选地，风压测点的数量根据压力传感器连接的传压管路数量相应的设定。

优选地，测试系统还设置有调试装置。

优选地，无线发送接收模块的发送接收端设置有硬件加密器。

优选地，移动便携设备通过无线发送接收模块连接到测试系统的硬件加密器，实现移动便携设备与测试系统内部数据信息的连通。

优选地，测试系统内还设置有用以提供网络无线传输的交换机，用以提供无线传输以及网络共享。

优选地，CRH高速列车模型内部挖空，以便布置风压测点和安装测试部件。

优选地，CRH高速列车模型表面布置风压测点，测点数量可根据精度要求和压力传感器通道数量选择。