[实用新型]一种风洞内风速分布的同步测量装置

说明书

本实用新型提供一种风洞内风速分布的同步测量装置，它包括测风设备（2），其特征在于：传感器（3）通过支架（4）和底座（5）固定在风洞截面（1）内，测风设备（2）通过光纤跳线（6）与传感器（3）连接；所述传感器（3）采用分布式光纤作为传感介质，所述分布式光纤为金属铠装光单元或绞线光缆；解决了解决了现有技术对风洞内截面风速分布的测量存在的需要多次更换探测器位置，操作较为繁琐，且所测得各处结果不具备同步性，探测器位置的改变也会影响到风场稳定，可行性较差；现有技术对风洞内部风速的截面分布缺乏可进行同步测量等技术问题。

技术领域

本实用新型属于风洞内风速分布测量技术，尤其涉及一种风洞内风速分布的同步测量装置及测量方法。

背景技术

风洞是人工产生受控气流的管状空气动力实验室，作为工程试验的重要工具，目的是产生与现实环境相同或某些参数相似的特定气流。风洞流场的主要控制参数有风速大小、湍流度等，对于模拟大气边界层风速分布的风洞，风速的空间分布及由此计算的空间点之间的互谱、相关性等也是重要的指标。

风洞中的风速测量常见手段是基于各种原理的点式风管，如皮托压力风管、热线风管等体积较小者均在风洞中适用，湍流度、相关性等可从单点测量的连续结果中换算得到。对风速的截面分布，既可使用点式风管对空间网格（CN 102706532 B）进行逐点测量，也可使用排式风管（CN 203455362 U）实现一列空间点风速的同时测量，结合使用移动导轨则理论上可取得风洞内的风速分布（CN 203772516 U）。然而无论是点式还是排式探测，在截面风速分布的测量过程中需要多次更换探测器位置，操作较为繁琐，且所测得各处结果不具备同步性，探测器位置的改变也会影响到风场稳定。如果直接采用点式传感器阵列构造面式探测，则传感器自身及其附件的体积将明显改变风洞气流导致测量无效，且还需要处理批量数据的同步性及标定传感器的响应一致程度，可行性较差。总体来说，风洞内部风速的截面分布缺乏可进行同步测量且对原风场影响较小的方法。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种风洞内风速分布的同步测量装置，以解决现有技术对风洞内截面风速分布的测量存在的需要多次更换探测器位置，操作较为繁琐，且所测得各处结果不具备同步性，探测器位置的改变也会影响到风场稳定，可行性较差；现有技术对风洞内部风速的截面分布缺乏可进行同步测量等技术问题。

本实用新型的技术方案是：

一种风洞内风速分布的同步测量装置，它包括测风设备，传感器通过支架和底座固定在风洞截面内，测风设备通过光纤跳线与传感器连接；所述传感器采用分布式光纤作为传感介质，所述分布式光纤为金属铠装光单元或绞线光缆。

所述传感器为金属铠装光单元或绞线光缆以等间距之字形平行往复排列形成的方形平面结构传感器，行间距为风洞风速分布测量所需的空间分辨率，最小行间距大于光单元直径的20倍。

所述传感器为二套方形平面结构传感器垂直相交固定形成的方形网格结构。

支架用于支撑固定传感器，支架为四边形框架钢材结构，支架与传感器平面的外围进行固定，支架上下端分别采用底座与风洞边壁固定，底座为角钢。

所述的一种风洞内风速分布的同步测量装置的测量方法，包括：

步骤1、装置安装：将传感器通过支架和底座固定在风洞截面内，测风设备通过光纤跳线与传感器连接；

步骤2、坐标定位：启动测风设备，确定传感器各段对应的风洞内截面空间坐标，输出从光路距离L到空间待测位置(x, y)的一一对应关系列表；

步骤3、风速测量：通过测风设备测量并输出光纤上各点的风速v(l, t)，距离l为利用光时域反射技术确定的光单元上该点离设备端的光纤距离，t为测量时间；