[发明专利]一种温度与壁面剪应力的时空同点位测量方法

权利要求书

1.一种温度与壁面剪应力的时空同点位测量方法，其特征在于，包括步骤：

S1：对多层复合的热膜传感器的电阻温度系数进行标定，分别获取上层热敏测温单元和下层壁面剪应力热敏单元的电阻温度系数；

S2：将多层复合的热膜传感器置于扁平槽道内；

S3：通过预设流程测量工作电阻和工作电压，并进行测试；

S4：通过调整扁平槽道内流体的温度和壁面剪应力，得到流体温度、壁面剪应力、上层热敏测温单元测量温度和下层壁面剪应力热敏单元的输出电压的数据信息；

S5：将数据信息导入到人工神经网络多层感知器中进行训练，建立流体温度、壁面剪应力、上层热敏测温单元测量温度和下层壁面剪应力热敏单元的输出电压之间的耦合关系模型；

S6：将耦合关系模型导入信号调理FPGA模块中，并连接至多层复合的热膜传感器的测试数据采集卡上，按照步骤S3驱动多层复合的热膜传感器，进行温度与壁面剪应力的时空同点位测量。

2.根据权利要求1所述的温度与壁面剪应力的时空同点位测量方法，其特征在于，所述步骤S3包括：

S31：将上层热敏测温单元按照四线制法连接至数字台式万用表进行工作电阻的测量；

S32：将下层壁面剪应力热敏单元采用恒温电路驱动，并通过数据采集卡进行工作电压的采集；

S33：通过同步触发控制器控制数字台式万用表与数据采集卡进行同步测试。

3.根据权利要求2所述的温度与壁面剪应力的时空同点位测量方法，其特征在于，所述步骤S3中的上层热敏测温单元的输出温度为：

其中，R_wu表示为工作电阻；R₂₀表示为热敏单元在20℃下的电阻值；α₂₀表示为热敏单元在20℃下的电阻温度系数。

4.根据权利要求1所述的温度与壁面剪应力的时空同点位测量方法，其特征在于，所述步骤S4中扁平槽道内产生流体温度与流体壁面剪应力的变换，通过铂电阻对试验流体温度进行测量；通过压力扫描阀得到槽道试验段的沿程压力并结算沿程压力梯度。

5.根据权利要求4所述的温度与壁面剪应力的时空同点位测量方法，其特征在于，所述壁面剪应力表示为：

其中，h表示为扁平槽道的高度；dp/dx表示为压力扫描阀测得的扁平槽道的沿程压力梯度。

6.根据权利要求1所述的温度与壁面剪应力的时空同点位测量方法，其特征在于，所述上层热敏测温单元与所述下层壁面剪应力热敏单元在空间上采用堆叠方式。