压力测量装置、压力测量方法及压力稳定判断方法、系统

摘要

本发明属于风洞试验技术领域，具体涉及一种压力测量装置、压力测量方法及压力稳定判断方法、系统。其中一种压力测量装置，差压扫描阀测量得到静压差值

说明书

技术领域

本发明属于风洞试验技术领域，具体涉及一种压力测量装置、压力测量方法及压力稳定判断方法、系统。

背景技术

结冰风洞试验主要包括结冰试验和防除冰试验，其中结冰试验是利用结冰风洞模拟不同的结冰环境条件，使飞机部件表面结冰并能较长时间保持，再提取结冰外形的特征，结合试验条件进行分析，并做深入研究，对开展结冰气动分析、结冰防护设计、结冰飞行操作和结冰适航验证等方面有着重要的意义。

结冰是飞行的重大危险源之一，致使飞机的最优气动外形遭到破坏，飞行性能恶化。飞机结冰的原因有很多，其中包括飞行姿态，要进行飞行姿态与飞机结冰关系的研究就需要获得飞行姿态，所以需要进行结冰风洞试验，利用模型模拟飞机在结冰环境中飞行。在结冰风洞试验前需要先设计模型，并通过设计的姿态角仿真计算获得模型表面的压力，模型则以设计的姿态角进行结冰风洞试验，但是在结冰风洞试验中，由于模型受到结冰环境的影响，实际的姿态角与设计的姿态角不一致，所以需要获得模型实际的姿态角；为了获得模型实际的姿态角则通过测量结冰风洞试验中模型表面的实际压力，通过实际压力与仿真获得的模型表面的压力进行对比，从而获得实际的姿态角。

所以需要一种能够测量结冰风洞试验中的模型表面压力的装置。

中国专利：CN202110011093.8公开了一种测压装置及测压方法，其中，所述测压方法包括如下步骤：将测压装置中的测压端与位于结冰风洞内的试验模型的各测点相连；结冰风洞处于静止状态，通过调整压力调节器，使调整后的变压腔内的压力、调整后的定压腔内的压力、处于静止状态的结冰风洞的内部压力相等；结冰风洞处于起风状态，使差压扫描阀的读数位于所述差压扫描阀的量程两侧；结冰风洞内的风速稳定，改变试验模型的攻角，使差压扫描阀的读数位于所述差压扫描阀的量程两侧；计算各测点的压力。该专利中的测压装置及测压方法，可以使差压扫描阀不会过量程，保证了测量的安全性。

但是该专利中虽然使用了差压扫描阀测量试验模型上各测点的压力，但是本申请发明人发现在同样的结冰风洞环境条件下在不同时间点通过该差压扫描阀测量的压力不相等，存在一定的误差，导致测量的压力精度低。

发明内容

为了解决现有技术中存在在上述技术问题，本发明提供了一种压力测量装置、压力测量方法及压力稳定判断方法、系统，本发明通过测点判断公式能够对差压扫描阀测量个测点的压力是否稳定进行判断，判断各测点压力值稳定后再进行压力测量，能够保证测量的各测点的压力值精度高。

本发明通过下述技术方案实现：

本发明第一方面提供了一种压力测量装置，包括差压扫描阀、电磁阀、压力传感器和终端设备；

所述差压扫描阀的参考端连接有压差管道，所述压差管道上设置有电磁阀和压力传感器，所述压力传感器位于所述压差扫描阀和所述电磁阀之间；所述差压扫描阀的测量端连接有

所述差压扫描阀测量得到静压差值

所述终端设备接收静压差值

其中：

进一步地，所述静压管道与所述压差管道连接，所述电磁阀控制静压管道与所述压差管道之间的通断。

进一步地，还包括扫描阀主机，所述扫描阀主机分别与所述差压扫描阀和终端设备连接，所述扫描阀主机用于接收差压扫描阀发送的静压差值

进一步地，还包括数据采集设备，所述数据采集设备分别与所述压力传感器和所述终端设备连接；所述数据采集设备接收所述压力传感器发送的压力值

进一步地，所述压差管道采用硬质管；和/或所述测压管道采用硬质管；和/或所述静压管道采用硬质管；和/或所述总压管道采用硬质管。

本发明第二方面提供了一种压力测量方法，基于上述所述一种压力测量装置，包括如下步骤：

S100：将

S200：设置结冰风洞结冰试验条件，待试验段中试验条件稳定后关闭电磁阀；

S300：通过差压扫描阀测量获得静压差值

S400：终端设备80获得静压差值

S500：以模型测点的横坐标为X轴和以测点判断值

S600：将所述曲线与模型上

（1）若存在凸点则回到步骤S300；

（2）若不存在凸点则继续步骤S700；

S700：通过差压扫描阀测量得到测点压力差值

其中：

本发明第三方面提供了一种压力稳定判断方法，基于上述所述一种压力测量装置，包括如下步骤：

A100：获得静压差值

A200：通过测点判断公式计算得到测点判断值

A300：以模型测点的横坐标为X轴和以

A400：将所述曲线与模型上

（1）若存在凸点，则压力不稳定；

（2）若不存在凸点，则压力稳定。

本发明第方面提供了一种压力稳定判断系统，用于执行上述的压力稳定判断方法，包括获得模块、计算模块、图形绘制模块和判断模块。

采用上述技术方案，本发明包括如下优点：

1、本发明通过测点判断公式能够对差压扫描阀测量个测点的压力是否稳定进行判断，判断各测点压力值稳定后再进行压力测量，能够保证测量的各测点的压力值精度高。

2、本发明中扫描阀主机可以读取差压扫描阀的数据并显示，可以通过扫描阀主机实时获得测量的压力；在压力稳定判断后进行压力测量时，能够通过扫描阀主机直接获得差压扫描阀测量的数据。

3、本发明采用硬质管能够避免出现更多的截流位置，提高测量效率。

4、本发明的压力测量装置，能够测量压力和进行压力稳定判断，使测量获得的压力精确度更高；本发明的压力测量方法因为经过了压力稳定判断能够得到精确度更高的压力；本发明的压力判断方法能够用于判断测量装置上的管道内的压力是否稳定。

5、本发明通过压力的空间分布判断测点压力的稳定性，比通过时域来判断稳定性更直观、更准确。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对本发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中一种压力测量装置的结构示意图；

图2为本发明实施例中模型的结构示意图；

图3为本发明实施例中模型上

图4为本发明实施例中直角坐标系中离散点连成的曲线图一；

图5为本发明实施例中直角坐标系中离散点连成的曲线图二；

附图中：10-差压扫描阀，20-压差管道，30-测压管道，40-静压管道，50-总压管道，60-电磁阀，70-压力传感器，80-终端设备，90-扫描阀主机，100-数据采集设备，110-结冰风洞，111-驻室，1111-试验段，120-模型，121-测点，130-凸点，140-A点。

具体实施方式

在下文中将参考附图对本发明的各方面进行更充分的描述。然而，本发明可以具体化成许多不同形式且不应解释为局限于贯穿本发明所呈现的任何特定结构或功能。相反地，提供这些方面将使得本发明周全且完整，并且本发明将给本领域技术人员充分地传达本发明的范围。基于本文所教导的内容，本领域的技术人员应意识到，无论是单独还是结合本发明的任何其它方面实现本文所公开的任何方面，本发明的范围旨在涵盖本文中所公开的任何方面。例如，可以使用本文所提出任意数量的装置或者执行方法来实现。另外，除了本文所提出本发明的多个方面之外，本发明的范围更旨在涵盖使用其它结构、功能或结构和功能来实现的装置或方法。应可理解，其可通过权利要求的一或多个元件具体化本文所公开的任何方面。

在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本公开。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或模型的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或模型。

在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。

对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。

现有技术中通过差压扫描阀10获得模型120表面压力时，在同样的环境条件下，时间不同测量得到的压力不同；具体的：模型120设置在试验段1111，试验段1111中的来风速来流打在模型120上在模型120形成压力；要测量该压力时在模型120设置引压孔（现有技术），模型120上的引压孔连接管道，管道再与差压扫描阀10连接，所以差压扫描阀10实际测量的是管道内的压力，要使管道内的压力与模型120上的压力一致（即管道内的压力稳定），需要一定的时间使管道能够达到压力稳定，因为不知道管道压力稳定需要的具体时间，所以不知道何时测量的压力为模型120上的实际压力。本实施例提供了一种压力测量装置、压力测量方法及压力稳定判断方法、系统，通过测点121判断公式计算的值

管道压力稳定需要一定的时间包括引压孔和管道都会存在截流位置，截流位置的原因包括：引压孔和管道内表面不平整，或制造安装过程中管道的变形等；而且在引压孔和管道长期使用过程中，空气具有的漂浮颗粒会粘附在引压孔和管道内表面上，也会产生截流位置。截流位置会增加管道从压力不稳定到压力稳定的时间，且不能知道该时间的长度，所以本实施例基于测点121判断公式得到的曲线判断管道压力是否稳定，在管道压力稳定的基础上再进行压力测量，保证测量的精确度。

实施例1

如图1所示，本实施例提供了一种压力测量装置，本实施例的压包括差压扫描阀10、电磁阀60、压力传感器70和终端设备80；所述差压扫描阀10的参考端连接有压差管道20，所述压差管道20上设置有电磁阀60和压力传感器70，所述压力传感器70位于所述压差扫描阀10和所述电磁阀60之间；所述差压扫描阀10的测量端连接有

所述终端设备接收静压差值

其中，

需要说明的是，

其中终端设备80可以是电脑、控制器等设备。如使用电脑作为终端设备80时，需要在电脑里预设计算模块，该计算模块能够用于计算判断公式：

需要说明的是：差压扫描阀10的测压原理是测量端和参考端的压力差值，在本实施例中就是差压扫描阀10测量的位于测量端

差压扫描阀10只能得到测量端和参考端的压力差值，测量的结果不是实际的测点121压力值，要获得测点121实际压力就需要将差压扫描阀10测量得到测点压力差值

在开展压力测量试验前，需要现在模型120上设置测点121，具体为在模型120上设置

进一步地，在某些实施例中，所述静压管道40与所述压差管道20连接，所述电磁阀60控制静压管道40与所述压差管道20之间的通断。基于该结构，试验段1111上仅需设置一个与静压管道40和差压管道20连接的引压孔，静压管道40和压差管道20仅需与试验段1111连接一次，不仅能够简化试验段结构，还简化连接步骤。

进一步地，在某些实施例中，还包括扫描阀主机90，所述扫描阀主机90分别与所述差压扫描阀10和终端设备80连接，所述扫描阀主机90用于接收差压扫描阀10发送的静压差值

进一步地，在某些实施例中，还包括数据采集设备100，所述数据采集设备100分别与所述压力传感器70和所述终端设备80连接；所述数据采集设备100接收所述压力传感器70发送的参考压力值

测压前，本实施例的压力测量装置通过管道和模型120连接，具体的通过静压管道40和总压管道50和试验段1111连接，测压管道30和模型120连接，该连接过程中会导致管道变形，如挤压凹陷，凹陷的管道就会形成截流位置。

对于管道的选择和使用，可以是现有技术中的任何管道，但是本申请的申请人发现，软管在连接过程中会更容易出现截流位置，所以进一步地，所述压差管道20采用硬质管；和/或所述测压管道30采用硬质管；和/或所述静压管道40采用硬质管；和/或所述总压管道50采用硬质管。采用硬质管能够避免出现更多的截流位置，提高测量效率。

实施例2

本实施例提供了一种压力测量方法，基于实施例1所述一种压力测量装置，包括如下步骤：

S100：将

S200：设置结冰风洞110结冰试验条件，所述试验条件包括风速、高度、温度等，待试验段1111中试验条件稳定（即试验段1111中风速、高度和温度和试验条件一致）后关闭电磁阀60。

S300：通过差压扫描阀10测量获得静压差值

S400：终端设备80获得静压差值

S500：以模型120测点121的横坐标为X轴和以测点判断值

S600：将所述曲线与模型120上

（1）若存在凸点则回到步骤S300；

（2）若不存在凸点则继续步骤S700。

需要说明的是，模型120上

具体图形对比为：以图2为例，该模型120是模拟的飞机机翼前缘，可以看出在该模型120中，所有的测点121均位于同一平面；图3是以该模型120上的

是否存在凸点的判断依据是，所述

S700：通过差压扫描阀10测量得到测点121压力差值

其中：

实施例3

本实施例提供了一种压力稳定判断方法，基于实施例1所述一种压力测量装置，本实施例的压力稳定判断方法能够应用在实施例2中的压力测量方法中，本实施例的一种压力稳定判断方法包括如下步骤：

A100：获得静压差值

A200：通过测点121判断公式计算得到测点判断值

A300：以模型120测点121的横坐标为X轴和以测点判断值

A400：将所述曲线与模型120上

（1）若存在凸点，则压力不稳定；

（2）若不存在凸点，则压力稳定。

模型120表面不同位置的压力不同，稳定性判断主要依据模型120表面的压力的空间分布，在模型120表面选取的测压点121压力不同，相对静压的差值（即测点判断值

本实施还提供了一种压力稳定判断系统，用于本实施例所述的判断方法，包括获得模块、计算模块、图形绘制模块和判断模块。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。