動(dòng)態(tài)五孔探針測速系統(tǒng)方案

一,、                      方案

根據(jù)需求，探針用于測量列車通過時(shí)在列車附近產(chǎn)生的流場風(fēng)速,，壓力（0.005～1）atm 范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)以及長時(shí)間在低真空室內(nèi)使用,，并能適應(yīng)在24h內(nèi)，真空管道從1atm 降至0.005atm,，環(huán)境溫度：-15℃~60℃,，環(huán)境濕度：日平均值不大于 95%RH，月平均值不大于 90%RH,。

根據(jù)輸入可知,，風(fēng)速測量范圍：0～150m/s，風(fēng)向測量范圍±45°,，探針長度在100mm~150mm,，探頭直徑3mm左右。探頭,、信號(hào)調(diào)理一體式,，輸出信號(hào)為5通道電壓信號(hào)方便數(shù)采設(shè)備直接采集，風(fēng)速測量精度±(0.2m/s+3%*測量值) ,，響應(yīng)頻率1KHz左右,。

整個(gè)五孔探針部分是由；3D打印五孔探頭（橙色）,、動(dòng)態(tài)壓力傳感器（灰色）,、反吹管路（青色）、參考端引氣管路（深藍(lán)色）、探針殼體及固定端（洋紅）,、密封格蘭頭（黃色）組成,。三維模型組成如圖1所示。其中前段探頭直徑為3mm,，長度20mm,，內(nèi)置孔徑為0.8mm，然后經(jīng)30°擴(kuò)張角擴(kuò)張到直徑18mm,，傳感器前管路長度不超過35mm,，可保證探針響應(yīng)速度不低于0.1s，總長約為100mm,；18mm的探針殼體內(nèi)置5支動(dòng)壓壓力傳感器,，量程為0-110kpa絕壓型，其采樣頻率為5KHz,，傳感器和探頭之間通過M3.5的螺栓連接,，通過壓緊墊圈密封防松，耐壓不低于0.2Mpa,；再靠近傳感器感應(yīng)頭部的測試管路上開有反吹小孔,，通過接入反吹管路，可將反吹氣體吹入測試孔,；kulite壓差傳感器有參考端,。可以通過5根引氣管合并成1根引氣管引出探針直至測試車廂內(nèi),，車廂內(nèi)設(shè)置大氣壓力傳感器用于測量實(shí)時(shí)大氣壓，作為傳感器的參考?jí)毫?/span>,。3D打印探頭與固定端外殼通過螺紋連接,，再配以放松頂絲螺紋進(jìn)行防松，方便探頭的拆裝維護(hù),；探針殼體通過螺紋方式與探頭和后端格蘭頭固定,，并安裝銷釘螺栓用于防松，這樣能夠保證穩(wěn)定的同時(shí)又能保證傳感器可以拆卸,，提高可維護(hù)性,；引線和引氣管路通過后端格蘭頭進(jìn)行密封和尾附，防止進(jìn)水和用力拉扯導(dǎo)致?lián)p壞,。

圖1 五孔探針組成示意圖

風(fēng)速測量系統(tǒng)由五孔探針組件,、固定殼體、測試引線,、動(dòng)態(tài)數(shù)采四部分組成,，如圖2所示，其中探針組件固定板之間為焊接固定，固定殼體使用鑄工膠固定到列車廂體外壁上,，固定殼體接觸面長300mm,，寬度80mm，其整體重量不超過1.3kg,，膠水通過較大的接觸面積能夠保證車載測風(fēng)系統(tǒng)在整個(gè)使用過程能夠安全運(yùn)行,。

圖2 風(fēng)速測量系統(tǒng)組成示意圖

二、                      配置說明表如下：

穩(wěn)態(tài)五孔探針測速系統(tǒng)方案

一,、動(dòng)態(tài)五孔探針測速系統(tǒng)方案

穩(wěn)態(tài)五孔探針流場參數(shù)測試系統(tǒng)由五孔探針,，信號(hào)采集系統(tǒng)和上位機(jī)（計(jì)算機(jī)）三大部分組成。（如圖1-1所示）,。實(shí)驗(yàn)過程中,，通過五孔探針感知流場壓力信號(hào)，由信號(hào)采集系統(tǒng)將壓力的物理信號(hào)化為數(shù)字信號(hào)傳入上位機(jī),，經(jīng)過五孔探針插值算法,，獲得測點(diǎn)位置的總壓、靜壓及速度大小和方向,。

二,、典型穩(wěn)態(tài)五孔探針測速系統(tǒng)

典型穩(wěn)態(tài)五孔探針流場系統(tǒng)組成如下：

供貨周期：30天