[发明专利]压力扫描阀的体积测量方法及体积测量系统

说明书

本发明涉及体积测量技术领域，具体涉及了一种压力扫描阀的体积测量方法及体积测量系统。压力扫描阀的体积测量系统包括信号发生器、振动单元、和信号转化装置，信号转化装置用于与待检测体积的压力扫描阀连接，所述信号转化装置具有与压力扫描阀连接的压力信号输入端和压力信号输出端。根据压力扫描阀测得的输入信号与输出信号可以得出体积测量系统的实测频响函数，再和体积测量系统的理论频响函数拟合，进行理论与实测分析，从而可以测量出压力扫描阀的体积，避开了压力扫描阀内部体积小、结构精密的问题。

技术领域

本发明涉及体积测量技术领域，特别是涉及一种压力扫描阀的体积测量方法及体积测量系统。

背景技术

在风工程研究领域，主要包括有风洞实验、数值仿真模拟以及现场实测三种技术手段，风洞实验是依据运动的相对原理，将实验模型或者实物固定在地面人工环境中，人为制造气流通过，通过缩尺与等尺等方式获取实验数据，其主要包括测压与测力两种主要用途。

在开展风洞测压模型实验时，测量建筑模型表面的风压信号是经过管道传送到扫描阀上的。在传送的过程中，测压管道的长度、孔径和压力扫描阀的体积会使信号发生放大或缩小的失真效应，为了最大限度消除封压信号的失真，需要对相关参数进行理论修正。

管道的长度可以利用尺子测量，管道的孔径可以通过注水称重法测量，由于压力扫描阀的内部体积较小，通常情况下实验人员会忽略了压力扫描阀的内部体积，但是在做精密测试时，压力扫描阀的体积需要进行修正，而由于压力扫描阀体积较小，内部结构精密，无法用常规方法对压力扫描阀的体积进行测量。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种压力扫描阀的体积测量方法，以解决常规测量方式无法对压力扫描阀的体积进行测量的问题；本发明还提供了一种该体积测量方法使用的体积测量系统。

本发明的压力扫描阀的体积测量方法的技术方案为：

压力扫描阀的体积测量方法，包括以下步骤，步骤一，将具有特定频率与幅值的振动信号送入信号转化装置从而产生气流的流动以将振动信号转化为压力信号；步骤二，利用压力扫描阀接收信号转化装置内的压力信号的输入信号和输出信号；步骤三，将输入信号和输出信号做傅里叶变换后得到体积测量系统的实测频响函数，并将该计算得到的实测频响函数与体积测量系统的理论频响函数拟合。

该技术方案的有益效果在于，利用振动信号在信号转化装置中产生气流，从而将振动信号转化为压力信号，根据压力扫描阀测得信号转化装置内的压力信号的输入信号和输出信号，从而计算出体积测量系统的实测频响函数，再和体积测量系统的理论频响函数拟合，进行理论与实测分析，从而可以测量出压力扫描阀的体积，避开了压力扫描阀内部体积小、结构精密的问题。

进一步地，步骤三中测量多组输入信号与输出信号获得体积测量系统的实测频响函数拟合得到的压力扫描阀的体积进行加权，得到压力扫描阀的平均体积。数据加权后可以增大测量结果的精确性，减小偶然因素的影响。

进一步地，在步骤三中，将输入信号和输出信号带入以下公式，

其中，S_(in)为压力信号的输入信号，S_(out)为压力信号的输出信号，通过傅里叶变换将输入信号S_(in)和输出信号S_(out)的时域信号转变成频域上的信号，输出信号和输入信号转变后的频域信号分别为X_(ω)和Y_(ω)，其中ω为圆频率，ω＝2πf，f为振动信号的频率；

上述公式的复数形式为，

H(ω)＝|H(ω)|e^{-i·arg(H(ω))}