[发明专利]一种适用于高速流场测量的热线风速仪

说明书

本发明公开了一种适用于高速流场测量的热线风速仪，包括传感器综合测架(1‑0)、可编程逻辑控制智能热线风速仪(2‑0)、传感器信号线(3‑0)。该热线风速仪采用可编程逻辑控制器控制整个系统实现传感器参数快速测量和设置，智能调整热线过热比工作参数，同步测量综合测架的振动和静压脉动信号，对热线探头测量信号的耦合干扰信号进行处理，能够解决高速流场测量中的支架振动、可压流动导致静压脉动干扰等问题，可明显提高热线在高速流场中测量的精度达20％，缩短测量时间70％。

技术领域

本发明属于流场测试技术领域，具体涉及一种适用于高速流场测量的热线风速仪。

背景技术

热线风速仪是流场测试技术领域的常用设备，通常用于流体速度和湍流度测量，是测量风洞流场湍流度的最主要手段，尤其在低速流场中的应用最为广泛，是低速风洞流场湍流度测量的标准方法，但是，在高速风洞，随着流场速度提高，热线风速仪技术面临振动干扰和可压流场多参数解耦等诸多问题，导致热线在高速流场中的应用难度很大。当前，随着高速飞行器需求的提高，人们对风洞高速流场湍流机理及其测量的需求也日益凸显，因此，亟需解决有效测量风洞高速流场湍流度的问题。

常规热线仪一般仅有热线探头和环境温度测量通道，不能同步测量高速流场中耦合的振动和静压脉动等干扰信号，因此，难以解决高速流场中多参数解耦问题。而且，常规热线仪一般通过上位机进行参数设置、控制、数据采样，因此，测量过程缓慢，导致测量时间较长、风洞运行费用高昂，对于运行时间较短的暂冲式风洞来说甚至是完全不可行的测量手段。

因此，为提高高速流场热线技术的测试精度和可靠性，需要一种适用于高速流场测量的热线风速仪。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种适用于高速流场测量的热线风速仪，该热线风速仪包括传感器综合测架(1-0)、可编程逻辑控制智能热线风速仪(2-0)、传感器信号线(3-0)。该热线风速仪采用可编程逻辑控制模块控制整个系统实现传感器参数快速测量和设置，智能调整热线过热比工作参数，同步测量综合测架的振动和静压脉动信号，对热线探头测量信号的耦合干扰信号进行处理，能够解决高速流场测量中的支架振动、可压流动导致静压脉动干扰等问题，有效提高热线在高速流场中测量的精度。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案：一种适用于高速流场测量的热线风速仪，该风速仪包括：传感器综合测架(1-0)、可编程逻辑控制智能热线风速仪(2-0)、传感器信号线(3-0)，传感器信号线(3-0)连通传感器综合测架(1-0)和可编程逻辑控制智能热线风速仪(2-0)；

所述传感器综合测架(1-0)由热线探头(1-1)、加速度传感器(1-2)、脉动压力传感器(1-3)和安装架组成，热线探头(1-1)、加速度传感器(1-2)、脉动压力传感器(1-3)设置于安装架上；

所述可编程逻辑控制智能热线风速仪(2-0)由加速度传感器信号调理采集模块(2-1)、热线信号调理采集模块(2-2)、可编程逻辑控制器(2-3)、脉动压力传感器信号调理采集模块(2-4)、基于锂电池的信号激励和供电模块(2-5)、数据存储模块(2-6)、通讯和扩展控制模块(2-7)、通讯和扩展接口(2-8)、传感器输入信号接口(2-9)组成；所述传感器输入信号接口(2-9)包括三个，分别连接加速度传感器信号调理采集模块(2-1)、热线信号调理采集模块(2-2)、脉动压力传感器信号调理采集模块(2-4)的信号输入端；所述加速度传感器信号调理采集模块(2-1)、热线信号调理采集模块(2-2)、脉动压力传感器信号调理采集模块(2-4)的信号输出端连接可编程逻辑控制器(2-3)；所述可编程逻辑控制器(2-3)通过数据线连接数据存储模块(2-6)和通讯和扩展控制模块(2-7)，并由基于锂电池的信号激励和供电模块(2-5)供电；所述通讯和扩展控制模块(2-7)连接通讯和扩展接口(2-8)；