[發明專利]風速風向傳感裝置

在審

• 申請號: 201410394558.2
• 申請日: 2014-08-12
• 公開（公告）號: CN104155473A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 顧蘊松;李少澤;程克明;孫之駿;李琳愷;曹永飛
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G01P5/14
• 分類號: G01P5/14;G01P13/02;G01M9/04
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔

技術領域

本發明涉及一種風速風向測量裝置，尤其是一種用于飛行器的空速、迎角、側滑角或者用于氣象的風速風向傳感裝置，屬于流體測量技術領域。

背景技術

目前飛行器通用的空速傳感器是空速管，其特點是測量準確、使用方便，但是當飛行器飛行速度較低、飛行姿態角較大時，空速管不能夠達到飛行需要的精度；同時現有的空速管需要通過引壓管將總壓或靜壓引至飛控計算機中的壓力傳感器，導致其體積重量較大。此外，現有的航空器一般使用風向標式迎角/側滑角傳感器測量機體相對于氣流的姿態，獲得迎角/側滑角數據，但現有的風向標式迎角/側滑角傳感器件包含多個活動機構，動態頻響較低，一般使用兩個風向標分別測量迎角和側滑角，無法在同一個傳感器上集成迎角和側滑角功能，并且兩個風向標之間存在干擾，難以實現小型化。此外，氣象領域使用的風杯式風速計和風向標測量風速和風向，同樣其存在多個活動部件，可靠性較差，體積大；同時，風杯式風速計存在轉動慣量，響應較慢。

多孔探針是風洞測試領域中的一項現有的技術，但現有的多孔探針無定位基準，只能測量風速風向，且探針本體與傳感器分離。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于克服現有技術缺陷提供一種體積小、結構牢固、反應速度快且測量精度高的風速風向傳感裝置。

為了解決上述技術問題，本發明提供的風速風向傳感裝置,?包括多孔探針和數據采集系統，所述多孔探針包括探針本體，探針本體的頭部設有至少3個且為奇數的引壓孔，探針本體內鋪設有與引壓孔數量對應的引壓管，數據采集系統包括多個壓力傳感器，所述引壓孔通過引壓管連接壓力傳感器。

本發明中，所述引壓孔呈1個中心引壓孔，其余引壓孔沿中心引壓孔外周向均勻對稱分布。

本發明中，所述壓力傳感器為差壓力傳感器，所述中心引壓孔連接1個差壓傳感器，其余任意一對對稱分布的引壓孔共同連接1個差壓傳感器。

本發明中，所述探針本體的側面設有若干個靜壓孔，所述若干個靜壓孔通過1根引壓管與中心引壓孔共同連接1個差壓傳感器。

本發明中，所述數據采集系統包括處理器、信號線，所述壓力傳感器連接處理器，所述處理器連接信號線。

本發明中，所述數據采集系統包括處理器、無線發射模塊，所述壓力傳感器連接處理器，所述處理器連接無線發射模塊。

本發明中，所述數據采集系統包括無線發射模塊，所述壓力傳感器連接無線發射模塊。

本發明中，所述數據采集系統包括處理器、存儲器，所述壓力傳感器連接處理器、所述處理器連接存儲器。

本發明中，所述數據采集系統包括存儲器，所述壓力傳感器連接存儲器。

本發明中，所述數據采集系統設置在外殼內。?

本發明的有益效果在于：(1)、與目前用于飛行器的皮托管、風向標式迎角/側滑角傳感器相比，本發明風速風向傳感裝置無活動部件，可靠性較高，對風速風向變化的響應較快能夠滿足一般條件下飛行器或氣象測試的使用要求；(2)、本發明采用差壓傳感器，其不需要接引參考壓力，在風速較大，迎角或側滑角較小時，量程小于來流動壓的差壓傳感器即可測出迎角或側滑角的變化；同時，其節省了傳感器數量，減小了裝置的體積；(3)、由于采用一體結構，其內部引壓管長度較短，減輕了傳感系統重量；(4)、在單個器件上集成了風速風向測量的功能，減小了體積；(5)、用于風向測量時，沒有機械活動部件，故不存在因轉動慣量導致的延遲，對氣流偏角響應速度較高；(6)、本發明通過探針本體側面的若干個靜壓孔，可準確地測量參考靜壓；(7)、將數據采集系統設置在外殼內，可以更好地屏蔽外界干擾以及為安裝探針提供位置基準；(8)、本發明可以廣泛應用于航空器或航天器的姿態測量、氣象風速風向測量、風力機流場或葉片性能測試、船舶合成風向及甲板流場、風洞流場校測等領域，具有很高的應用前景。

附圖說明

圖1為本發明風速風向傳感裝置外觀示意圖；

圖2中(a)為多孔探針部分結構示意圖，(b)為多孔探針頭部引壓孔分布結構示意圖；

圖3為本發明風速風向傳感裝置的嵌入式數據采集系統結構示意圖；

圖4為本發明風速風向傳感裝置的嵌入式數據采集系統實施例1結構示意圖；

圖5為本發明風速風向傳感裝置的嵌入式數據采集系統實施例2結構示意圖；

圖6為本發明風速風向傳感裝置的嵌入式數據采集系統實施例3結構示意圖；

圖7為本發明風速風向傳感裝置的嵌入式數據采集系統實施例4結構示意圖；